Конспект урока в 9 классе по теме "Циклические алгоритмы"

Урок в по теме «Циклические алгоритмы»

Цели урока:

• научить учащихся записывать алгоритмы с циклической структурой;

• помочь учащимся осуществить переход от сформулированной задачи к созданию информационной модели, а затем записи алгоритма;

• ввести понятие цикла и ее основных элементов;

• ввести понятие блок - схемы и блок – схемы «цикла пока»;

• создать условия для развития функции самооценки и самоконтроля учащихся.

Задачи урока:

• сформировать у учащихся первые навыки решения задач на составление алгоритмов и блок-схем структуры «цикла пока»;

• закрепить у учащихся навыки работы в группе и умение обосновать свою точку зрения.

Тип урока: комбинированный.

Технологии: ИКТ, проблемная, личностно-ориентированная, здоровьесберегающая, проектная.

Методы обучения: словесные, наглядные, репродуктивные.

Класс: 9.

Учебник: Информатика: учебник для 9 класса/ И.Г.Семакин, Л.А.Залогова, С.В.Русаков, Л.В.Шестакова. – М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017.

Используемое оборудование:

1. Компьютерный класс, оборудованный современной компьютерной техникой с лицензионным программным обеспечением. Операционная система Windows 7 с пакетом стандартных программ.

2. Мультимедийный проектор, презентация в Power Point.

Продолжительность: 1 урок (45 минут).

План урока. Организационный момент. Постановка задачи. – 1 мин.

1. Проверка знаний учащихся по прошлой теме. – 7 мин.

2. Изучение новой темы. – 15 мин.

3. Физкультминутка. – 2 мин.

4. Изучение новой темы. – 9 мин.

5. Закрепление нового материала. – 9 мин.

6. Задание домашнего задания. – 1 мин.

7. Подведение итогов урока, выставление оценок. – 1 мин.

Ход урока

1. Постановка задачи

Учитель. Здравствуйте, сегодня мы снова поговорим о ГРИС, его СКИ и познакомимся с новой командой.

1. Проверка знаний учащихся по прошлой теме

Учитель. Но сначала ответьте на вопросы: (фронтально)

1. Какую работу может выполнять ГРИС?

2. Что представляет собой ГРИС?

3. В чем разница между управлением в прямом и программном режиме?

4. Какие простые команды входят в СКИ ГРИС; как они выполняются?

5. В какой последовательности происходит выполнение команд в линейном алгоритме?

6. Какую еще команду СКИ ГРИС вы знаете?

7. Что такое основной алгоритм; вспомогательный алгоритм?

8. Чем отличается описание вспомогательного алгоритма от обращения к вспомогательному алгоритму?

9. Каковы правила описания вспомогательных алгоритмов (процедур) для исполнителя ГРИС?

10. Как записывается команда обращения к процедуре в языке исполнителя ГРИС?

Ответы.

1. ГРИС может перемещаться по полу и своим хвостом чертить линии.

2. ГРИС – это объект управления.

3. При прямом управлении Человек дает команду, а ГРИС ее выполняет, затем снова Человек дает следующую команду, а ГРИС ее выполняет, и т.д. А программном режиме Человек сначала все необходимые команды записывает, а потом ГРИС выполняет этот алгоритм целиком.

4. Простые команды СКИ ГРИС:

шаг – перемещение ГРИС на один шаг вперед с рисованием линии;

поворот – поворот на 90 против часовой стрелки;

прыжок – перемещение на один шаг вперед без рисования линии.

1. В линейном алгоритме все команды выполняются последовательно одна за другой.

2. Команду обращения вспомогательному алгоритму.

3. Основной алгоритм – это алгоритм решения конкретной задачи, а вспомогательный алгоритм – это алгоритм, решающий некоторую подзадачу основной задачи.

4. Описание вспомогательного алгоритма – это команды исполнителю, написанные на языке исполнителя, т. е. процедура, а обращение к вспомогательному алгоритму – это одна команда.

5. Правила описания вспомогательных алгоритмов (процедур) для исполнителя ГРИС такие же, как самой программы, только вместо слова «алгоритм» используется слово «процедура».

6. Команда обращения к процедуре в языке исполнителя ГРИС записывается так: сделай .

1. Изучение новой темы

Учитель. Хорошо, а теперь рассмотрим такую задачу.

Задача 3. (учебник, стр. 33). Исходное положение ГРИС – у левого края поля, направление – на восток. Требуется нарисовать горизонтальную линию через весь экран.

Учитель. Какие будут предложения для решения этой задачи?

Ученик. Например, много раз выполнить команду шаг.

Учитель. А много раз – это сколько?

Ученик. Например, 15 или 20…

Учитель. То есть, сколько раз выполнить команду шаг, мы не знаем. Хватает ли нам тех команд, что мы уже знаем?

Ученик. Нет, не хватает. Нам надо придумать еще какую-нибудь команду, которая позволила бы нам нарисовать эту линию.

Учитель. Действительно, а какую, что нам нужно знать, чтобы нарисовать линию нужной длины?

Ученик. Длину экрана.

Учитель. А все экраны имеют одинаковую длину?

Ученик. Нет.

Учитель. А тогда, что у всех экранов обязательно есть?

Ученик. Границы.

Учитель. Значит, чтобы остановиться у границы экрана, что нам надо сделать?

Ученик. Проверить: впереди граница или нет.

Учитель. Правильно. Только для ГРИС это условие будет звучать так: впереди не край? Тогда в зависимости от истинности этого условия ГРИС делает шаг или нет, если ему некуда идти. В СКИ ГРИС есть команда, которая называется «цикл-пока». Пока условие истинно, выполнять тело цикла. А как только условие ложно, то больше не выполнять тело цикла, а перейти к следующей команде алгоритма.

На алгоритмическом языке этот фрагмент выглядит так:

пока впереди не край повторять

нц

шаг

кц

Запишите в тетрадь в общем виде записывается команда цикл-пока:

пока условие повторять

нц

кц

Служебное слово нц обозначает начало цикла, кц – конец цикла.

Ответьте на вопрос: отличается ли эта команда от простых команд ГРИС?

Ученик. Отличается. Появилась проверка условия и варианты дальнейших действий от выполнения этого условия.

Учитель. Да. Это первая команда СКИ, которая реализует обратную связь между ГРИС и управляющим им компьютером. А в чем заключается эта обратная связь?

Ученик. Здесь проверяется, не выйдет ли ГРИС за пределы поля при выполнении следующей команды, не произойдет ли авария.

Учитель. А как могут звучать проверяемые условия?

Ученик. «Впереди не край?» или «впереди край?»

Учитель. Правильно, тогда машина получит от исполнителя ответ «да» или «нет». А как в нашем примере? Какое условие проверяется, и как будет действовать ГРИС?

Ученик. Проверяется условие «впереди не край?». Если «да», то делается шаг. Затем снова проверяется условие, и все повторяется.

Учитель. А что будет, если ответ «нет»?

Ученик. Тогда выполнение цикла завершается и выполняется следующая за циклом команда.

Учитель. Все верно. Молодцы. Цикл обязательно должен завершиться, когда наступает определенное условие, т.е. этот цикл конечный. А всегда ли можно решить задачу с помощью цикла? Приведите пример такой задачи, когда условие не наступает. Напомню условия: «впереди не край?» и «впереди край?».

Ученик. Рисование квадрата. Чтобы нарисовать квадрат надо выполнить команды : «шаг и поворот» и повторить их 4 раза, но условие о крае не выполняется, так как края нет.

Учитель. Правильно, ГРИС будет бесконечно ходить по кругу. Произойдет ситуация зацикливания.

Запишите в тетрадь: Ситуация, при которой выполнение цикла никогда не заканчивается, называется зацикливанием.

А теперь попробуем решить более сложную задачу:

Задача 4. (учебник, стр. 34). Исходное положение ГРИС – у левого края поля, направление – на юг. Требуется нарисовать прямоугольную рамку по краю поля.

Учитель. Из скольких частей состоит рамка и что это за части?

Ученик. Рамка состоит из 4 частей и это прямые линии, вдоль края экрана.

Учитель. Таким образом, как может выглядеть решение нашей задачи? Что надо делать?

Ученик. Надо нарисовать линию, потом повернуть, потом снова сделать линию, опять повернуть, сделать линию еще раз, повернуть и сделать последнюю линию.

Учитель. Все верно. Посмотрите, в учебнике на странице 34 эта программа представлена.

программа Рамка

нач

сделай ЛИНИЯ

поворот

сделай ЛИНИЯ

поворот

сделай ЛИНИЯ

поворот

сделай ЛИНИЯ

кон

Рис.1.6. Результат выполнения программы «Рамка»

Учитель. Основная задача решена, но вопрос о построении линий – нет. Так что нам осталось сделать?

Ученик. Написать процедуру рисования линии.

Учитель. Верно, как будет выглядеть эта процедура?

Ученик. Надо использовать цикл, который мы рассматривали при решении задачи 3. Сначала написать служебное слово «процедура», потом указать ее имя, нам надо ЛИНИЯ, потом служебное слово «нач», а затем цикл, в конце служебное слово «кон».

Учитель. Все верно, решение можно рассмотреть в учебнике, страница 35. При составлении этой программы использовалась одношаговая детализация:

ОСНОВНАЯ ПРОГРАММА

ш аг детализации

процедура ЛИНИЯ

1. Физкультминутка

1. И.п. - основная стойка. Поднять руки к плечам, плечи отвести назад; вернуться в и.п. Поднять руки вверх, в стороны, прогнуться, вернуться в и.п. (3-5 раз каждое движение).

2. И.п. - руки за голову. Присесть, ладони рук положить на подъем ног, вернуться в и.п. (3-5 раз).

3. И.п. - руки на поясе. Отвести левую ногу назад, руки за голову, прогнуться, вернуться в и.п. То же правой ногой (3-5 раз).

1. Изучение новой темы (продолжение)

Учитель. Продолжим, конечно, писать программы для ГРИС на алгоритмическом языке это хорошо, но есть еще одна форма алгоритма, являющаяся более наглядной. Она называется блок-схема. О них нам расскажет ваш одноклассник, Миша К.

Ученик. Выступает с сообщением о блок-схемах, ребята записывают обозначения блоков и зарисовывают блок-схему цикла-пока.

Рис. 1.8. Элементы блок-схем и структура «цикл-пока»

Учитель. Команда цикла изображается не отдельным блоком, а целой структурой. Такую структуру называют циклом с предусловием. Как вы думаете, почему?

Ученик. Потому, что сначала проверяется условие и, в зависимости от его истинности, либо выполняется тело цикла, либо нет.

Учитель. Молодцы. А теперь подумайте, как можно решить следующую задачу:

Задача 8. (учебник, стр. 37). Требуется расчертить поле горизонтальными линиями (рис. 1.9.). Исходное положение ГРИС – у левого края поля, направление – на юг.

Рис. 1.9. Результат выполнения программы «Разлиновка».

Учитель. Известна ли нам длина строк? Количество строк?

Ученик. Нет, не известны.

Учитель. Как же нам поступить?

Ученик. Надо рисовать линии неизвестное число раз, но до края. Значит, можно это сделать в цикле. Еще надо возвращаться обратно. Значит, нам можно использовать процедуру ЛИНИЯ из предыдущей задачи, и надо написать еще процедуру ВОЗВРАТ.

Учитель. Пожалуйста, попробуйте это сделать самостоятельно. (1 ученик решает на доске, остальные в тетради).

1. Домашнее задание

Учебник §6 читать, с. 39 №№ 1-6 устно, 7 и 8 письменно.

№7. Составьте программу, переводящую ГРИС в угол поля из любого исходного состояния.

№8. Составьте программу рисования прямоугольной рамки вдоль края поля при любом начальном состоянии исполнителя.

1. Подведение итогов

Подведение итогов урока. Что нового узнали? Выставление оценок за урок.