Решение логических задач с помощью электронных таблиц ms excel

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение Республики Крым «Керченская школа-интернат с усиленной физической подготовкой»

РАЗРАБОТКА УРОКА

«РЕШЕНИЕ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ MS EXCEL» 

РАЗДЕЛ «ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАТИКИ» ДЛЯ КУРСА ИНФОРМАТИКИ В СТАРШЕЙ ШКОЛЕ (10-11 КЛ.) 

Учитель Романец К.С.

Керчь, 2016 год

Цели урока: 

• обобщить и систематизировать знаний по темам «Таблицы истинности», «Преобразование логических выражений», «Решение логических задач»; 

• сформировать умения автоматизировать решение логических задач в электронных таблицах. 
  
  Задачи: 
  
  образовательные (по содержанию материала) 
  
  
  

• закрепить навыки применения программы MS Excel по форматированию ячеек, вставке логических функций (пользовательский и алгоритмический аспект), 

• повторить материал по использованию абсолютных и относительных ссылок в формулах, по копированию формул (пользовательский аспект), 

• ознакомить с методом защиты данных в ячейках от неквалифицированного ввода данных «fool proof» (пользовательский аспект), 

• закрепить навыки перевода выражений естественного языка на язык алгебры логики (теоретический аспект), 

• провести компьютерный эксперимент в электронных таблицах по решению задачи (мировоззренческий аспект). 

развивающие (по деятельности учащихся) 

• формировать логическое мышление, внимание учащихся, 

• формировать информационную культуру, 

• формировать умение представить информацию в наглядной форме. 

воспитательные 

• выработать умение создавать доступный и понятный по интерфейсу для других информационный продукт. 

Оборудование урока: 

• компьютеры, мультимедийный проектор, экран, 

• программное обеспечение WINDOWS XP, пакет MS OFFICE 2003, 

• презентация учителя для сопровождения урока по теме в POWER POINT, файл-тест, созданный учителем в EXCEL, 

• тексты заданий и тексты-памятки по технологии работы на уроке, распечатанные на принтере. 
  
  План урока 
  
  
  

1. Сообщение темы и постановка целей урока (организация начала занятия). – 2 мин. 

2. Актуализация знаний и умений учащихся к активной учебно-познавательной деятельности на основном этапе занятия. 

   1. Контроль и самопроверка знаний и способов действий в EXCEL (тест-разминка для каждого ученика). - мин. 

   2. Решение логической содержательной задачи в EXCEL. – 15 мин. 

   3. Физкульт-пауза. - 2 мин. 

3. Практическая работа «Решение логических задач в EXCEL». – 10 мин. 

4. Подведение итогов. 7 мин. 

5. Домашнее задание. – 3 мин. 

Ход урока 
1.Сообщение темы и постановка целей и задач урока

Учитель сообщает тему урока обучающимся

2. Актуализация знаний и умений обучающихся 

2.1. Тест-разминка на повторение материала.

Протестировать учащихся с помощью заранее созданного учителем мини-теста. Файл ученики берут на рабочем столе компьютера. Одновременно произвести тестирование на учительском компьютере кого-то из учеников с целью выявления после общей работы ошибок через подключенный проектор.

На примере теста

Вопрос учителя «Как организован тест? С помощью каких функций»

См. Приложение 1

Файл Excel (тест-разминка)

3. Мотивация

Мотивация: когда мы проходили тему «Построение таблиц истинности для сложных высказываний» мы видели, что чем больше логических переменных входит в состав сложного высказывания, тем с большим количеством строчек в таблице истинности мы работаем и тем самым увеличиваем время решения задачи и возникает вероятность того, что мы допустим ошибку в построении таблицы истинности.

Сегодня мы научимся автоматизировать процесс составления таблиц истинности средствами MS Excel и посмотрим преимущество автоматизированного решения в электронных таблицах 
4. Ознакомление с новым материалом 

Решение логической содержательной задачи.

Учитель использует презентацию для урока по теме. Так как обучающиеся уже достаточно хорошо знакомы с программой EXCEL (ориентируются в интерфейсе, умеют форматировать, вставлять функции, в том числе знакомы с логической функцией ЕСЛИ), то основной акцент – это логические функции ИСТИНА, ЛОЖЬ, И, ИЛИ, НЕ, соответствующие 0, 1, конъюнкции, дизъюнкции, инверсии в алгебре логики.

Задача 

Четверо школьников, наблюдая за движущимся на большой высоте объектом, высказали свои предположения. 

1-й сказал: «Высота объекта больше 10000 м или это перехватчик ПВО со скоростью выше скорости звука». 

2-й предположил: «Если высота объекта больше 10 км, то это не перехватчик ПВО и скорость объекта ниже скорости звука». 

3-й заявил: «Это НЛО или скорость объекта больше скорости звука». 

4-й частично поддержал 3-его: «Если скорость объекта больше скорости звука, то это наверняка НЛО». 

Если высказывания всех четырех истинны, то, что это был за объект, на какой высоте и с какой скоростью он летел?

Разбирается и решается коллективно средствами алгебры логики по технологическим картам (приложение )

Текст задачи обсуждается и записывается на языке алгебры логики для каждого высказывания на естественном языке.

В ходе выстраивания технологии решения задачи происходит:

повторение материала по формированию таблиц истинности (деятельность учеников – повторение материала),

обсуждение использования типового алгоритма вставки функций и использование его при вставке логических функций (коллективная деятельность).

5. Физкульт-пауза.

Ученики самостоятельно подходят и берут задачу и технологическую карту для практической работы, которые расположены на подоконнике. Условие: «Обязательно посмотреть в окно»

6. Практическая работа «Решение логических задач в EXCEL»

Решается следующая задача по аналогичной технологической карте, которая была обсуждена на уроке:

уровень воспроизводства - правильность, полнота, осознанность действий и использование новой технологии защиты данных; 

Выбирается группа обучающихся (3 человека), которые решают задачу на бумаге, сами заполняют таблицу (приложение 4) 
Один из знатоков алгебры логики, приглашая к себе в гости приятеля, решил проверить его способности в решении логических задач. Он охарактеризовал так принцип действия своего четырехкнопочного кодового замка: «Замок открывается, если выполняются следующие 4 условия: 

1. Если не нажата кнопка 3, то нужно нажать кнопку 1 и не нажимать кнопку 4; 

2.Если нажать кнопку 4, то нужно нажать кнопку 3 и не нажимать кнопку 2; 

3.не верно, что нужно нажать кнопку2 или не нажимать кнопку 3, и все это притом, что не нажата кнопка 4; 

4.Не нажимая кнопку 4, нажать кнопку 1 и кнопку 3». 

Приятель знатока решил задачу. 

Чему равно это решение? 

К1=нажата кнопка 1, К2 = нажата кнопка 2 …

Дополнительная задача

Определить участника преступления, исходя из двух посылок:

1)Если Иванов не участвовал или Петров участвовал, то Сидоров участвовал

2)Если Иванов не участвовал, то Сидоров не участвовал 

7. Подведение итогов.

Оценки учащимся выставляются следующим образом:

Ученикам, прошедшему тест-разминку за ПК, ученикам, активно работавшим на уроке, некоторым ученикам по практической работе (можно оценить всех по практической работе, при возможности сохранить в первоначальном виде их файлы и просмотреть впоследствии).

В ходе работы обнаруживается следующее: чем больше логических переменных, тем больше строк и столбцов таблицы надо заполнять вручную 0 и 1. Даже при наличии технологии защиты от неправильного ввода – это достаточно рутинная деятельность. Следовательно, у детей появится мотивация сделать впоследствии эту процедуру автоматической. Об этом непременно надо сообщить, на профильном уровне уместно заниматься VBA и научить работать с макросами в электронных таблицах.

Рефлексия. Заполнить анкеты Приложение 6 

8. Домашнее задание

Запомнить технологию работы

Решить задачу на компьютере, расписав все этапы решения в тетради

Представим такую ситуацию: по телевизору синоптик объявляет прогноз погоды на завтра и утверждает следующее:

1)Если не будет ветра, то будет пасмурная погода без дождя.

2)Если будет дождь, то будет пасмурно и без ветра.

3)Если будет пасмурная погода, то будет дождь и не будет ветра.

Так какая же погода будет завтра?

Приложение 1

Тест –разминка

Приложение 2 

Технологическая карта для задачи №1 

Четверо школьников, наблюдая за движущимся на большой высоте объектом, высказали свои предположения. 

1-й сказал: «Высота объекта больше 10000 м или это перехватчик ПВО со скоростью выше скорости звука». 

2-й предположил: «Если высота объекта больше 10 км, то это не перехватчик ПВО и скорость объекта ниже скорости звука». 

3-й заявил: «Это НЛО или скорость объекта больше скорости звука». 

4-й частично поддержал 3-его: «Если скорость объекта больше скорости звука, то это наверняка НЛО». 

Если высказывания всех четырех истинны, то, что это был за объект, на какой высоте и с какой скоростью он летел? 

1. Выделим из условия задачи элементарные (простые) высказывания т обозначим их буквами 

1. 
   Запишем логические формулы, соответствующие высказываниям школьников, и преобразуем их с учетом 

1. 
   Количество столбцов в Таблице истинности будет равно =_________________ 

(кол-во переменных + кол-во логических операций + ответ) 

1. 
   Количество строк равно____________________ 

2. 
   Запустить MS EXCEL 

3. 
   На листе книги создать в первой строке таблицу со следующим заголовком: 

1. Для 4-х логических переменных H,V,P,N ввести все возможные значения 1 (истина) и 0 (ложь) в диапазон ячеек A2:D17 

2. Копируем все формулы строки 2 таким образом, чтобы заполнить весь диапазон E3:J17 

3. Рассмотрим столбец «ответов» J. Указанные выражения принимают значение ИСТИНА только в одной строке. Она и есть искомое решение. 

4. Ответ в задаче ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Приложение 3

Технологическая карта для задачи №2

Один из знатоков алгебры логики, приглашая к себе в гости приятеля, решил проверить его способности в решении логических задач. Он охарактеризовал так принцип действия своего четырехкнопочного кодового замка: «Замок открывается, если выполняются следующие 4 условия: 

1. Если не нажата кнопка 3, то нужно нажать кнопку 1 и не нажимать кнопку 4; 

2.Если нажать кнопку 4, то нужно нажать кнопку 3 и не нажимать кнопку 2; 

3.не верно, что нужно нажать кнопку2 или не нажимать кнопку 3, и все это притом, что не нажата кнопка 4; 

4.Не нажимая кнопку 4, нажать кнопку 1 и кнопку 3». 

Приятель знатока решил задачу. 

Чему равно это решение? 

К1=нажата кнопка 1, К2 = нажата кнопка 2 … 

1. Выделим из условия задачи элементарные (простые) высказывания т обозначим их буквами 

1. Запишем логические формулы, соответствующие высказываниям школьников, и преобразуем их с учетом 

1. Количество столбцов в Таблице истинности будет равно =_________________ 

(кол-во переменных + кол-во логических операций + ответ) 

1. Количество строк равно____________________ 

2. Запустить MS EXCEL 

3. На листе книги создать в первой строке таблицу со следующим заголовком, содержащим имена логических переменных, номера высказываний 

4. Для 4-х логических переменных___________ ввести все возможные значения 1 (истина) и 0 (ложь) в диапазон ячеек ________ 

5. Копируем все формулы строки 2 таким образом, чтобы заполнить весь диапазон __________ 

6. Рассмотрим столбец «ответов»___. Указанные выражения принимают значение ИСТИНА только в одной строке. Она и есть искомое решение. 

Ответ в задаче ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Приложение 4

Приложение 5 

Анкета для рефлексии 
Приложение 6. Памятка. 
Как можно ввести в ячейки только 0 или 1, то есть выполнить защиту от «дурака»? 

1. Воспользуемся строкой меню Данные→Проверка, выделив ячейки A2:D17 

2. В окне диалога заполним Вкладку «Параметры» 

1. Вкладку «Сообщение для ввода» 

1. Вкладку «Сообщение об ошибке» 

 
ФОРМУЛЫ