Методика введения и закрепления понятия алгоритма.

Как вы думаете, кто будет исполнять составленный Васькой план?

Каждый шаг хитрой мышиной охоты – это команда Ваське выполнить отдельной действие. Такой план называют алгоритмом.

Как можно назвать Ваську, исполняющего данный алгоритм? (исполнителем).

Как называют отдельные шаги алгоритма? (команды исполнителя).

Таким образом, на данном уроке вводится понятие алгоритма, повторяются понятия: «исполнитель», «команда».

Введению понятия «алгоритм» в курсе информатики с машинной поддержкой также должна предшествовать система таких понятий формализации как «исполнитель», «команда», «среда исполнителя», «система команд исполнителя».

Рассмотрим фрагмент урока введения понятия алгоритм с программной поддержкой из ПМК «Роботландия» на основе известной задачи «Перевозчик». Учитель знакомит детей с условием задачи:

• Сейчас нам предстоит решить старинную русскую задачу. Условие этой задачи было найдено в старинных рукописях XIV века. Представьте, что над решением этой задачи ломали голову еще ваши пра-пра-пра-пра-пра-пра-бабушки и пра-пра-пра-пра-пра-пра-дедушки! Слушайте внимательно условие задачи.

Жили были Дед и Бабка. Послала Бабка Деда на другой берег реки на базар купить кочан капусты для супа, козу, чтобы всегда было молоко в доме, и волка на воротник для шубы. Дед отправился на маленькой старой лодочке. Все купил, а как перевезти – не знает. В лодочке он может поместиться только с кем-нибудь одним: либо с волком, либо с козой, либо с капустой. А товар «не дружный»! Если уедет он с волком – коза съест капусту. Уедет с капустой – волк съест козу. Только в присутствии деда они ведут себя смирно. Как же ему быть?

Задача про «Перевозчика» буквально просится быть сюжетом инсценировки. Это является удачным методическим приемом, так как инсценировка (особенно с заготовленными масками или надеваемыми на голову бумажными лентами-обручами, на которых написано крупными буквами: «Волк», «Коза», «Капуста») даст должный эффект. Более того, может оказаться, что желающих поучаствовать в такой инсценировке будет много. Этим можно воспользоваться для того, чтобы несколько позднее провести демонстрацию второго способа решения обсуждаемой задачи.

Здесь следует проявить осторожность в пропедевтических целях. Хотя слово «исполнитель» было бы очень легко воспринято детьми – как участниками инсценировки, так и зрителями, - произносить его на этом занятии не нужно. Дело в том, что участники инсценировки, которых режиссер спектакля или зрители могли бы назвать исполнителями ролей волка, козы и капусты, с точки зрения информатики вовсе не исполнители, а элементы среды.

Исполнителем же является тот школьник, который, выслушав команду учителя (или, еще лучше, ученика – автора созданного им алгоритма), берет за руку одного из бессловесных персонажей инсценировки и «перевозит» его через реку (переводит его через проход между партами, через нарисованную мелом на полу рекреации «реку»). Сейчас важно позаботиться, чтобы инсценировка не внесла терминологическую путаницу в эти предстоящие обсуждения.

В «спектакле» «Перевозчик» импровизация не поощряются. Учитель отмечает все отклонения от правил ввода (записи, произнесения) команд и правил их выполнения.

Инсценировка или иная модель выполнения алгоритма (дедушка использует с этой целью различные предметы; вполне подходит для этого магнитная доска) обязательно сопровождается формальной записью команд на доске или экране проектора. О зафиксированной последовательности команд можно говорить как об алгоритме в одной из форм его представления.

После инсценировки дети в нетерпении начать записывать алгоритм на компьютере. Однако (возможно, сдерживая такой порыв) надо потратить достаточно много времени на обсуждения элементов интерфейса: правила записи в окно ввода команд, объяснение элементов стандартной информационной строки.

Учитель ведет подробный рассказ о справочном режиме, вызываемом по нажатию клавиши F1, подчеркивая общность элементов интерфейса для большинства роботландских программ, которые позднее придется изучать: справочное окно, лента протяжки, бегунок. Еще до составления алгоритма на компьютере дети должны прочитать справку и вернуться в задачу (по Esc).

До начала упражнения важно предусмотреть возможные аварийные сообщения. Еще не начав нажимать на клавиши, ребенок должен уметь привести примеры ситуаций, в которых может появиться сообщение «Не могу».

Задача о перевозе имеет два решения. На каждом рабочем месте должны быть воспроизведены оба решения. Если за компьютером сидят два ученика, то учитель может организовать их деятельность в зависимости от темперамента учеников: либо они набирают по очереди отдельные команды алгоритма, либо сначала один ученик полностью воспроизводит на экране одно сообщение, а затем его напарник другое.

Если «Перевозчику» отводится одно занятие, то, кроме воспроизведения алгоритма на экране, надо побеспокоиться о том, чтобы запись алгоритма осталась и в тетрадях учеников. Другой вариант фиксации алгоритма в тетради – домашнее задание: учитель формулирует задание, а в начале следующего занятия собирает тетради для проверки.

В качестве образца можно использовать следующий вариант записи алгоритма:

Таким образом, данный урок включает следующую последовательность:

1. Формулировка условия задачи.

2. Знакомство с интерфейсом программы «Перевозчик» с демонстрацией выполнения команд.

3. Практическая работа учащихся за компьютерами.

4. Составление и запись в тетрадь алгоритма решения задачи (оба способа решения).

На последующих уроках закрепление понятия алгоритм идет в процессе разработки алгоритмов решения задач.

Контрольные вопросы:

1. Что такое алгоритмический стиль мышления?

2. В чем проявляется логико-алгоритмическое мышление?

3. Обоснуйте актуальность развития алгоритмического мышления младших школьников.

4. В каком возрасте целесообразнее развивать алгоритмическое мышление?

5. Определите основные понятия раздела алгоритмизации и последовательность их изучения.

6. Что общего и каковы различия введения понятия «исполнитель» в курсе безмашинного изучения информатики и с компьютерной поддержкой?

7. Какова структура компьютерного варианта урока введения понятия алгоритма для младших школьников?

Практические задания

1. Используя программу «Перевозчик» из ПМК «Роботландия», определите:

а) исполнителя алгоритма;

б) среду исполнителя;

в) систему команд исполнителя;

г) правила записи и ввода команд исполнителя;

д) интерфейс программы;

е) случаи отказов исполнителя.

2. Исследуйте программу «Переливашка» из ПМК «Роботландия» по плану:

а) Имя файла для запуска программы.

б) Какова структура окна программы «Переливашка»?

в) Какова система задач, решаемых с помощью данного исполнителя. Выполните постановку двух задач для решения младшими школьниками.

г) Определите систему команд исполнителя и правила ввода команд для исполнителя.

д) Определите исполнителя и его среду.

е) В каких случаях происходят отказы исполнителя?

ж) Выпишите элементы интерфейса программы.

з) Составьте алгоритм решения задачи за минимальное количество шагов.

3. Разработайте конспект занятия введения понятия алгоритм с использованием программы «Переливашка» из ПМК Роботландия.

Литература:

1. Ю.А. Первин. Информатика в школе и дома. Книга для учителя. . – СПб: БХВ-Петербург, 2003.

2. Е.П. Паклина. Изучение исполнителей в начальной школе.//Информатика и образование. – 2003. – №6.

3. Е.П. Паклина. Алгоритмы в курсе раннего обучения информатике.//Информатика и образование. – 2003. – №8.

4. Н.В. Софронова. Теория и методика обучения информатике. – М.: «Высшая школа», 2004.

5. А.К. Чернова. Урок информатики во II классе на тему «Алгоритмы. Исполнители алгоритмов».//Информатика в школе. – 2005. – №8.

11