Пояснительная записка.

Предлагаемая методическая разработка урока по дисциплине «Информатика» составлена на основе требований Федеральных государственных образовательных стандартов для студентов специальности 150415 «Сварочное производство».

В данной методической разработке приводится план и содержание учебного занятия. В процессе занятия творчески используются разнообразные формы работы: индивидуальная и в командах, чередуются виды деятельности студентов. Обсуждаемые во время урока вопросы имеют четко выраженную конкретную смысловую и дидактическую направленность.

Занятие ориентировано на активизацию мыслительного процесса и вовлечение каждого студента в учебно-познавательный процесс. При изучении нового материала преподаватель опирается на опыт студентов, устанавливаются внутри- и междисциплинарные связи, прослеживается тесная связь материала с жизненными потребностями и будущей профессиональной деятельностью.

На занятиях реализованы компетентностный, деятельностный, личностно ориентированный подходы.

Цель урока – формирования у учащихся правильного понимания алгоритмов, их свойств, видов и практических навыков составления алгоритмов.

В рамках заявленной темы и выбранного вида занятия прослеживается органичная связь между задачами обучения, развития и воспитания.

Содержание урока позволяет осуществить основные цели образовательного процесса: диагностические, познавательные, исследовательские и реализовать весь комплекс педагогических целей современного занятия.

Действенный процесс занятия направлен на развитие аналитического мышления, усиление познавательного интереса к рассматриваемым вопросам, стимулирование творческой активности в применении различных способов и приемов мышления для успешного овладения знаниями.

Материал излагается на основе логически взаимосвязанных вопросов преподавателя и ответов студентов. С целью погружения студентов в тему урока, актуализации и проверки знаний базовых понятий проводится тестирование в виде игры и устный опрос по ключевым вопросам.

Эвристическая беседа, опора на имеющиеся знания и жизненный опыт способствуют творческой деятельности студентов, происходит непроизвольное запоминание, студенты способны не только воспроизводить формулировки понятий, но и анализировать и преобразовывать их.

Цели занятия:

Дидактические:

- познакомить с понятием «алгоритм» и его свойствами.

- научить записывать алгоритм, определять наличие алгоритмов в других изучаемых предметах: биология, математика, русский язык.

Развивающие:

- развитие общих компетенций, связанных с информационными умениями, поиском, отбором, обработкой и структурированием учебного материала для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

- развитие логического мышления учащихся, памяти, внимания, интеллектуальных способностей и междисциплинарных связей

- развивать познавательный интерес;

- развивать умение анализировать, обобщать, сравнивать, абстрагироваться, синтезировать знания, полученные на различных предметах.

Воспитательные:

- воспитывать стремление к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни;

- чувство товарищества, взаимовыручки;

- коммуникативные качества, умение слушать;

- культуру межличностных взаимоотношений, аккуратность в работе, трудолюбие.

Требования к результатам усвоения учебного материала.

Студенты должны:

уметь:

- описывать повседневную деятельность в виде алгоритма;

- представлять алгоритмы в различной форме;

- различать виды алгоритмов;

- составлять блок-схемы к алгоритмам;

- составлять простейшие алгоритмы;

- находить и исправлять ошибки в алгоритме;

- разрабатывать простейшие алгоритмы и записывать их в графическом представлении;

-  использовать их для построения алгоритма;

- приводить примеры алгоритмов;

- перечислять свойства алгоритмов.

знать:

- определение алгоритмов;

- свойства алгоритмов;

- основные правила составления блок-схем алгоритмов;

- основные алгоритмические конструкции;

- способы записи алгоритмов;

- назначение подпрограмм.

Весь материал - в документе.

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УРОКА

по дисциплине

Информатика

Тема: Алгоритм. Свойства алгоритмов. Виды алгоритмов. Формы записи алгоритмов

Автор: преподаватель ГБПОУ Нефтекамский машиностроительный колледж

Маликов Тимур Фагимович

2014

Содержание

Предлагаемая методическая разработка урока по дисциплине «Информатика» составлена на основе требований Федеральных государственных образовательных стандартов для студентов специальности 150415 «Сварочное производство».

В данной методической разработке приводится план и содержание учебного занятия. В процессе занятия творчески используются разнообразные формы работы: индивидуальная и в командах, чередуются виды деятельности студентов. Обсуждаемые во время урока вопросы имеют четко выраженную конкретную смысловую и дидактическую направленность.

Занятие ориентировано на активизацию мыслительного процесса и вовлечение каждого студента в учебно-познавательный процесс. При изучении нового материала преподаватель опирается на опыт студентов, устанавливаются внутри- и междисциплинарные связи, прослеживается тесная связь материала с жизненными потребностями и будущей профессиональной деятельностью.

На занятиях реализованы компетентностный, деятельностный, личностно ориентированный подходы.

Цель урока – формирования у учащихся правильного понимания алгоритмов, их свойств, видов и практических навыков составления алгоритмов.

В рамках заявленной темы и выбранного вида занятия прослеживается органичная связь между задачами обучения, развития и воспитания.

Содержание урока позволяет осуществить основные цели образовательного процесса: диагностические, познавательные, исследовательские и реализовать весь комплекс педагогических целей современного занятия.

Действенный процесс занятия направлен на развитие аналитического мышления, усиление познавательного интереса к рассматриваемым вопросам, стимулирование творческой активности в применении различных способов и приемов мышления для успешного овладения знаниями.

Материал излагается на основе логически взаимосвязанных вопросов преподавателя и ответов студентов. С целью погружения студентов в тему урока, актуализации и проверки знаний базовых понятий проводится тестирование в виде игры и устный опрос по ключевым вопросам. Эвристическая беседа, опора на имеющиеся знания и жизненный опыт способствуют творческой деятельности студентов, происходит непроизвольное запоминание, студенты способны не только воспроизводить формулировки понятий, но и анализировать и преобразовывать их.

Дисциплина: Информатика

Тема занятия: Алгоритм. Свойства алгоритмов. Виды алгоритмов. Формы записи алгоритмов

Тип занятия: учебное занятие по изучению, обобщению и систематизации знаний и способов действий.

Цели занятия

Дидактические:

• познакомить с понятием «алгоритм» и его свойствами.

• научить записывать алгоритм, определять наличие алгоритмов в других изучаемых предметах: биология, математика, русский язык.

Развивающие:

• развитие общих компетенций, связанных с информационными умениями, поиском, отбором, обработкой и структурированием учебного материала для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития;

• развитие логического мышления учащихся, памяти, внимания, интеллектуальных способностей и междисциплинарных связей

• развивать познавательный интерес;

• развивать умение анализировать, обобщать, сравнивать, абстрагироваться, синтезировать знания, полученные на различных предметах.

Воспитательные:

• воспитывать стремление к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни;

• чувство товарищества, взаимовыручки;

• коммуникативные качества, умение слушать;

• культуру межличностных взаимоотношений, аккуратность в работе, трудолюбие.

Требования к результатам усвоения учебного материала

Студенты должны:

уметь:

• описывать повседневную деятельность в виде алгоритма;

• представлять алгоритмы в различной форме;

• различать виды алгоритмов;

• составлять блок-схемы к алгоритмам;

• составлять простейшие алгоритмы;

• находить и исправлять ошибки в алгоритме;

• разрабатывать простейшие алгоритмы и записывать их в графическом представлении;

• использовать их для построения алгоритма;

• приводить примеры алгоритмов;

• перечислять свойства алгоритмов.

знать:

• определение алгоритмов;

• свойства алгоритмов;

• основные правила составления блок-схем алгоритмов;

• Основные алгоритмические конструкции;

• Способы записи алгоритмов;

• Назначение подпрограмм

Интеграционные связи

На занятие реализуются следующие уровни интеграции:

1. Содержательная интеграция:

1.1 Внутридисциплинарные связи: Раздел «Программирование».

1.2 Междисциплинарные связи: «Основы алгоритмизации и программирования», «Математика», «Химия», «Физика», «Основы архитектуры и устройства вычислительных систем», «Теория алгоритмов».

1.3 Интеграция содержательных составляющих различных образовательных сфер: интеграция дисциплин математического, общего естественнонаучного цикла и общепрофессионального цикла.

2. Организационно-технологическая интеграция: сочетание индивидуальной работы студентов, работы в группах, в парах и микрогруппах.

Дидактическое пространство занятия:

Наглядные пособия:

• слайды,

• раздаточный материал,

Технические средства обучения:

• интерактивная доска,

• проектор,

Программное обеспечение:

• Microsoft PowerPoint

2. Хронологическая карта занятия

3. Структура занятия

Организационная часть

Преподаватель: Здравствуйте! Приготовились к уроку, садитесь.

Мотивация учебной деятельности

Эпиграфом нашего сегодняшнего урока послужат слова римского философа и писателя Сенека:  «Когда человек не знает, к какой пристани он держит путь, для него ни один ветер не будет попутным».То есть, если у человека нет определенного плана действий, он может попасть в самые невероятные ситуации. Я желаю, чтобы все наши начинания, наши планы мы доводили до конечного результата и результат оказывался положительным.

Для того, чтобы узнать, о чем пойдет речь на сегодняшней паре, я предлагаю вам разгадать ребус:

Рисунок 1 – Алгоритм

Сегодня на  уроке мы познакомимся с понятием алгоритм, узнаем, какими свойствами обладают алгоритмы и в каких формах его можно представить.

Формирование терминологического поля занятия

Преподаватель: Для того, чтобы понять что означает слово «алгоритм», мы с вашим участием сделаем маленькую постановку по известному нам стихотворению.

Инсценировку обыгрывают 10 студентов, читая соответствующий отрывок известного стихотворения и выполняя указанное действие.

10 негритят пошли купаться в море,

10 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

9 негритят пошли купаться в море,

9 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

8 негритят пошли купаться в море,

8 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

7 негритят пошли купаться в море,

7 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

6 негритят пошли купаться в море,

6 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

5 негритят пошли купаться в море,

5 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

4 негритят пошли купаться в море,

4 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

3 негритят пошли купаться в море,

3 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

2 негритят пошли купаться в море,

2 негритят резвились на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

1 из негритят пошел купаться в море,

1 из негритят резвился на просторе,

Один из них ушёл (студент уходит) — и вот вам результат:

Нет больше негритят!

Преподаватель: Это стихотворение можно назвать алгоритмом. В начале стихотворения было 10 негритят, а к концу, следуя определенным правилам, их не осталось. Какие примеры, исходя из нашей инсценировки вы можете привести из жизни? (Студенты приводят 3-4 примера).

Преподаватель: Просмотрите видео, что можно сказать, какие действия выполняет человек?

(Воспроизводится видео-файл с алгоритмом приготовления чая)

Изучение нового материала

1. Понятие алгоритмов.

Преподаватель: Безусловно, с понятием алгоритм вы уже встречались ранее: на уроках информатики в школе, в жизни, однако никогда не задумывались над тем, какое количество алгоритмов вам известно. Жизненный опыт человека растет с увеличением числа освоенных им алгоритмов. Например, чтобы ребенок научился покупать в магазине хлеб, ему нужно сначала рассказать (а лучше показать), как это делается. Освоив «алгоритм покупки хлеба», он в дальнейшем будет успешно выполнять эту работу.

План с подробным описанием действий, необходимых для получения ожидаемого результата, получил название алгоритма.

Появление алгоритмов связывают с зарождением математики. Более 1000 лет назад (в 825 году) ученый из города Хорезма Абдулла (или Абу Джафар) Мухаммед бен Муса аль-Хорезми создал книгу по математике, в которой описал способы выполнения арифметических действий над многозначными числами. Эти способы и сейчас изучают в школе. Само слово «алгоритм» возникло в Европе после перевода на латынь книги этого среднеазиатского математика, в которой его имя писалось как «Алгоритми».

«Так говорил Алгоритми», — начинали европейские ученые, ссылаясь на правила, предложенные Мухаммедом аль-Хорезми.

В своей жизни мы встречаемся с различными ситуациями, например, приготовление супа, решение уравнения на уроке алгебры, открывание двери и многие другие при решении которых мы выполняем определенную последовательность действий.

Какие действия нужно совершить, чтобы открыть дверь?

Достать ключ

Вставить ключ в замочную скважину

Открыть дверь.

Такие последовательности действий мы совершаем каждый день не задумываясь. А ведь такая последовательность действий и есть алгоритм.

А где мы встречаемся с алгоритмами?

Так же мы постоянно сталкиваемся с алгоритмом в различных сферах деятельности человека. Обычно мы выполняем привычные действия механически.

А давайте подумаем, кто может выполнять алгоритм?

( человек, автомат, компьютер, машина).

Поэтому тот кто выполняет алгоритм называется исполнителем.

Если мы с вами внимательно посмотрим вокруг себя, то увидим что наш мир состоит из множества алгоритмов, при этом эти алгоритмы разнообразны.

Но даже в таком многообразие мы можем выделить свойства, которые имеет каждый алгоритм.

Задание 1

Из предложенных команд запишите в тетради рецепт заваривания чая:

размешать сахар ложечкой; добавить кипятку; налить в чашку заварку; вскипятить воду; положить сахар.

У вас должен был получиться такой алгоритм:

вскипятить воду;

налить в чашку заварку

добавить кипятку;

положить сахар;

размешать сахар ложечкой;

В природе все взаимосвязано, все на все влияет и все зависит друг от друга. Складываются сложные цепочки событий. Если вынуть хоть одно звено, вся цепочка разорвется.

Как вы думаете, что будет если убрать из рецепта вторую команду? А четвертую?

Таким образом, алгоритм – это точное предписание о последовательности действий, которые должны быть произведены для получения результата

Давайте теперь выполним самостоятельно задание по предложенному алгоритму:

Задание 2. В тетрадях начертите поле, как показано на экране, и выполните алгоритм:

1. Установи карандаш в указанную точку.

2. Двигаясь по часовой стрелке, нарисуй квадрат со стороной 6 клеточек.

3. Найди верхний левый угол квадрата.

4. Отступи вправо и вверх на 3 клеточки.

5. Поставь точку.

6. Соедини эту точку с верхними уголками квадрата.

7. Найди верхний левый угол квадрата.

8. Отступи 2 клеточки вправо и 2 клетки вниз.

9. Двигаясь по часовой стрелке, нарисуй квадрат со стороной 2 клетки.

10. Раздели маленький квадрат на 4 квадрата.

Рисунок 2 – Задание 2

Далее рассматриваем пример с приготовления бутерброда.

Задание 3. Исправьте ошибки в алгоритме:

Алгоритм приготовления бутерброда Кота Матроскина

1 положить один ломтик колбасы на стол;

2 отрезать ломтик хлеба;

3 накрыть хлеб вторым ломтиком колбасы;

4 отрезать два ломтика колбасы;

5 накрыть ломтик колбасы хлебом;

6 намазать хлеб маслом;

Исправленный алгоритм выглядит так:

1 отрезать ломтик хлеба;

2 намазать хлеб маслом;

3 отрезать два ломтика колбасы;

4 положить один ломтик колбасы на стол;

5 накрыть ломтик колбасы хлебом;

6 накрыть хлеб вторым ломтиком колбасы;

2. Свойства алгоритма:

От разработчика алгоритма требуется знание правил составления алгоритма. Эти требования обусловлены тем, что часто исполнитель не обладает способностью мыслить, а возможности его ограничены. Поэтому люди договорились о следующих требованиях к алгоритму:

1. Дискретность.

Например дан алгоритм:

Разбить 3 яйца, Вылить тесто в форму. 1 стакан сахара, добавить 2-3 стакана муки. Замесить тесто. Выпекать в духовке 20 минут, 2 стакана сметаны,

Процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов.(презентация)

Исправленный алгоритм будет выглядеть так:

1. разбить 3 яйца;

2. добавить 2 стакана сметаны;

3. 1 стакан сахара;

4. 2-3 стакана муки;

5. замесить тесто.

2. Однозначность.

Смысл всех команд, приведенных в алгоритме, должен быть строго определен и не допускать двусмысленности(презентация). Например, в алгоритме указано, что надо взять 2-3 стакана муки. Какие стаканы, какой муки?

Исправленный алгоритм будет выглядеть так:

1. разбить 3 яйца;

2. добавить 2 стакана сметаны;

3. 1 стакан сахара;

4. 2 стакана муки;

5. замесить тесто.

3. Результативность.

После выполнения всех команд алгоритма решение задачи должно быть завершено, т. е. получен результат(презентация).

Добавим в наш алгоритм команды. Получим:

1. разбить 3 яйца;

2. добавить 2 стакана сметаны;

3. 1 стакан сахара;

4. 2-3 стакана муки;

5. замесить тесто;

6. вылить тесто в форму;

7. выпекать в духовке 20 минут.

В результате выполнения этого алгоритма должен получиться торт.

4. Универсальность.

Алгоритм должен быть составлен так, чтобы им мог воспользоваться любой исполнитель для решения аналогичной задачи(презентация).

Посмотрите на приведенные ниже алгоритмы: первый алгоритм будет понятен людям, знающим русский язык. Второй для тех, кто знает английский.

Также все эти свойства можно рассматривать, как требования к построению алгоритма, таким образом, при построении алгоритма решения задачи мы должны учитывать все требования.

Еще наш алгоритм можно поделить на виды.

3. Виды алгоритмов:

Алгоритмы бывают трех основных видов, которые и являются базовыми при написании программ.

Первый тип — линейный алгоритм; такой, в котором все действия выполняются в строгом порядке, последовательно, одно за другим. Типичный жизненный пример такого алгоритма — рецепт пирога.

Второй тип — разветвляющийся алгоритм; такой, в котором выполняются те или иные действия в зависимости от выполнения или невыполнения некоего условия. Пример из жизни — правило перехода улицы по светофору. Если горит красный — стоим, если горит зеленый — идем.

Третий тип — циклический алгоритм; такой, в котором присутствуют повторяющиеся действия с какой-либо изменяющейся величиной, так называемым параметром. Пример — колка дров. Берем полено — колем топором, берем второе полено и т. д., пока поленья не закончатся, и эта работа нам не надоест.

Каждый алгоритм создаётся автором (человеком или группой людей) и рассчитан для выполнения конкретным исполнителем.

Исполнитель алгоритма — это человек или какое-либо устройство (компьютер или робот).

Алгоритм должен быть составлен таким образом, чтобы исполнитель, для которого создан алгоритм, смог выполнить его и получить результат.

4. Формы представления алгоритмов

На практике наиболее распространены следующие формы представления алгоритмов:

• словесная (записи на естественном языке);

• графическая (изображения из графических символов);

• псевдокоды (полуформализованные описания алгоритмов на условном алгоритмическом языке, включающие в себя как элементы языка программирования, так и фразы естественного языка, общепринятые математические обозначения и др.);

• программная (тексты на языках программирования).

Словесный способ записи алгоритмов представляет собой описание последовательных этапов обработки данных. Алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке. Например. Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел.

Алгоритм может быть следующим:

1. задать два числа;

2. если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма;

3. определить большее из чисел;

4. заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел;

5. повторить алгоритм с шага 2.

Описанный алгоритм применим к любым натуральным числам и должен приводить к решению поставленной задачи.

Словесный способ не имеет широкого распространения по следующим причинам:

• такие описания строго не формализуемы;

• страдают многословностью записей;

• допускают неоднозначность толкования отдельных предписаний.

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным.

Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой.

При графическом представлении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой функциональных блоков, каждый из которых соответствует выполнению одного или нескольких действий.

В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий.

В таблице 1 приведены наиболее часто употребляемые символы.

Таблица 1. Перечень основных элементов блок-схем

Обобщение и систематизация

1. Вычислить и вывести среднее арифметическое двух вводимых чисел.

2. Определить и вывести большее из двух чисел.

3. Построить блок-схему вычисления площади треугольника по данным сторонам

4. Построить блок-схему нахождения большего из двух чисел

5. Построить блок-схему задачи: Даны два числа. Если квадратный корень из второго числа меньше первого числа, то увеличить второе число в пять раз.

1. Построить блок-схему задачи: Дано вещественное число. Вычислить его абсолютную величину

2. Построить блок-схему задачи: Решите квадратного уравнения ax2 + bx + c = 0.

Преподаватель: Давайте разделимся на три команды и и сыграем игру «Собери блок-схему» (Приложение А). Правила игры:

1. Первый участник подходит к доске и закрепляет блок к доске;

2. Второй участник подходит и подписывает этот блок

3. Следующий опять закрепляет нужный блок, и т.д.

Побеждает команда, которая быстрее и правильно доводит до конца блок-схему заданного алгоритма. (Алгоритм включения компьютера)

Творческое домашнее задание

На листе формата А3 построить блок-схему разветвленного алгоритма одного дня из вашей жизни

Итоги занятия

Преподаватель: Давайте вместе сделаем итог нашего сегодняшнего урока. На слайде вы видите начало предложения, вам понадобится его закончить. Каждый по очереди встает и отвечает. (показываю на слайде)

Рисунок 3 – Слайд 5 (Итоги урока)

Ваша ответственность сегодня и сплоченные действия заслуживают отличной оценки! Благодарю за совместную плодотворную работу! Я надеюсь, наше занятие поможет вам в будущей профессиональной деятельности и в вашей жизни. До свидания!

Список используемой литературы

Основные источники:

1. Голицына О.Л., Попов И.И. Основы алгоритмизации и программирования: Учебное пособие.– М.: Форум: Инфра-М, 2008. – 432 с.

2. Рапаков Г.Г. Turbo Pascal для студентов и школьников/ Г.Г. Рапаков, С.Ю. Ржеуцкая.– СПб.: БХВ-Петербург, 2007.–352 с.: ил.

3. Семакин И.Г., Шестаков А.П. Основы алгоритмизации и программирования: Учебник для сред. проф. образования / И.Г. Семакин, А.П. Шестаков. — М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с.

Интернет-ресурсы:

1. Электронный ресурс «Все о Паскале». Форма доступа: http://www.pascal7.ru/

2. Электронный ресурс «Программирование на Паскале». Форма доступа: http://pascalcoder.ru/

3. Электронный ресурс «Помощь Паскаля». Форма доступа: http://helpas.3dn.ru

4. Электронный ресурс «Cправочник по Делфи для программистов». Форма доступа: http://www.delphibasics.ru

Дополнительные источники:

1. Меженный О.А. Turbo Pascal. Самоучитель. – М.: Издательство: «Вильямс», 2008. – 336 с.

2. Мельников С. Delphi и Turbo Pascal на занимательных примерах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 448 с.

3. Моргун А.Н. Справочник по Turbo Pascal для студентов. – М.: Издательство «Вильямс», 2006.– 608 с.

Приложение А.