Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы. Пример структуры данных-модели предметной области

Урок № 21. 10 класс

Тема: Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы. Пример структуры данных-модели предметной области.

Тип учебного занятия: Урок применения знаний и умений.

Цели урока:

Образовательные: способствовать отработки понятия «граф», «деревья», «таблицы»; закрепления классификаций структур информационных моделей; разобрать на конкретном примере(процесс приема в высшее учебное заведение) пример структуры данных-модели предметной области, использовать созданные таблицы для решения практических задач; организация самостоятельной работы над граф-моделями; строить такие модели, используя их для решения практических задач на уроке.

Развивающие: создать условия для развития умения выделять главное, сравнивать, анализировать, обобщать. Способствовать развитию умения принимать самостоятельные решения.

Воспитательные: воспитывать внимательность, стремление довести дело до намеченного результата; установление взаимных контактов и обмен опытом между учащимися и преподавателем.

Задачи урока:

• Расширение представлений о видах информационных моделей;

• Формирование представление о графах, как наглядном средстве представления структуры и состава системы;

• Активизация взаимодействия между учащимися, работа в группах;

• Установить метапредметные связи;

• Повышение интереса к предмету;

Оборудование: компьютер учителя с мультимедийным проектором, компьютер для каждого обучающегося для выполнения практических заданий.

Учебное пособие УМК Семакин 10 класс, презентация к уроку.

Технология: дифференцированное обучение.

План урока

1. Организационный момент (2 мин)

2. Проверка домашнего задания - работа в группах(5 - 8 мин)

3. Повторение изученного, (10 мин)

1. Физкультминутка (гимнастика для глаз) – 2 мин

2. Практическое задание (15 мин)

3. Самооценка (2 мин)

4. Задание на дом (1 мин)

Ход урока

1. Сообщение темы урока.

Здравствуйте, садитесь. Тема нашего урока «Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы. Пример структуры данных-модели предметной области.» .

1. Проверка домашнего задания – фронтальный опрос.

1. Что такое модель?

2. Приведите примеры материальных моделей.

3. Что такое информационная модель?

4. Приведите пример информационной модели.

5. Можно ли карту города назвать информационной моделью? Почему?

6. Этапы построения компьютерной информационной модели.

1. Изучение нового материала.

Граф отображает элементный состав системы и структуру связей. Составными частями графа являются вершины и ребра. Здесь вершины изображены кружками – это элементы системы, а ребра изображены линиями – это связи (отношения) между элементами. Глядя на этот граф легко понять структуру дорожной системы в данной местности.

Граф на рис.1 еще называют сетью.

Для сети характерна возможность множества различных путей перемещения по ребрам между некоторыми парами вершин.

Для сетей также характерно наличие замкнутых путей, которые называются циклами.

Связи между вершинами данного графа несимметричны и поэтому изображаются направленными линиями со стрелками. Такие линии принято называть дугами(в отличие от ребер неориентированных графов). Граф с такими свойствами называется ориентированным. Линия, выходящая и входящая в одну и ту же вершину, называется петлей. На рис.2 присутствуют четыре таких петли

Иерархические структуры (деревья). При построении информационных моделей многих систем приходится иметь дело с иерархической структурой. Как правило, иерархическую структуру имеют системы административного управления, между элементами которых установлены отношения подчиненности. Например: директор завода – начальники цехов – начальники участков – бригадиры – рабочие. Иерархическую структуру имеют также системы, между элементами которых существуют отношения вхождения одних в другие. Например: федерация – республики – области – города – районы.

Таблицы. Представление информации в табличной форме широко распространено. Только в школьной практике вам приходится встречаться с массой таблиц: расписание занятий, журнал успеваемости, график дежурств, таблица Менделеева, таблицы физических свойств веществ (плотность, теплоемкость, электрическое сопротивление и пр.), таблицы исторических дат и многое другое.

Простейшая таблица состоит из строк и граф (столбцов). В верхней строке таблицы обычно располагаются заголовки граф. Пересечение строки и столбца образует ячейку. Вот пример прямоугольной таблицы, содержащей сведения о погоде в течение нескольких дней.

Выберете из представленных примеров графических моделей: 1 группа – деревья, 2 группа – графы; 3 группа – сети.

Деятельность учителя: комментирует данное задание, что и как нужно выполнить, проверяет задания каждой группы (1 ученик от группы защищает у доски).

Деятельность учащихся: обучающиеся работают в группах, вспоминают, повторяют ранее изученный материал.

4. Повторение изученного на уроке теории.

В нашей жизни мы часто слышим и опираемся на словесное (вербальное ) описание информационных моделей: Наш район состоит из 14 сельских поселений. Рассмотрим 5 из них: Колосковское, Принцевское, Казинское, Кукуевское , Борчанское.

По такому описанию довольно трудно представить и сориентироваться в нашем районе. И найти нужное нам поселение. А если наш район со временем будет развиваться и к нему присоединят ещё поселения и их настанет намного больше, чем в настоящее время. То нам просто необходимо не только словесное описание, но и графическое обозначение местности, которое может быть представлена не только картой, а также графами.

Какой вид графа изображён? Назвать цикл и цепь. (Цикл: К-К-Б Цепь: П-К-К-Б)

Какой вид графа изображён?

1. Вопрос: Сколько на данной схеме мы видим вершин второго уровня?

2. Вопрос: Сколько на этой схеме вершин третьего уровня?

3. Вопрос: Сколько на данной схеме «Листьев»?

4. Вопрос: Сколько «корней» у дерева?

Деятельность учителя: стимулирует интерес учащихся к изучению этой темы, учитель задает вопросы.

Деятельность учащихся: отвечают на вопросы учителя.

5.Физкультминутка для глаз.

6.Выполнение практического задания по карточкам.

Перед выполнением практической работы посмотрите на свое рабочее место, в каком оно состоянии. После окончания работы вы должны оставить свое рабочее место в таком же состоянии. Обратите внимание на правильную рабочую позу при работе за компьютером

На столах у вас лежат листы с задачами для самостоятельного практического выполнения. Вы можете выбрать себе задание по уровню сложности. Задание 1 и 2 на оценку «3», задание 3 на «4», задание 4 на «5

№1 Изобразите в виде графа систему, состоящую из четырех одноклассников, между которыми существуют следующие связи (взаимоотношения): дружат: Саша и Маша, Саша и Даша, Маша и Гриша, Гриша и Саша. По графу ответьте на вопрос: с кем Саша может поделиться секретом, не рискуя, что он станет известен кому-то другому?

№2 Постройте граф структуры управления вашей школой. Оказался ли он деревом? Если да, то, что находится в корне этого дерева? Что является листьями?

Обсуждение выполненных заданий, анализ затруднений, возникших при выполнении заданий.

Деятельность учителя: настраивает учащихся на выполнение работы, объясняет, как нужно выполнять задания, организует работу по проверке выполнения заданий.

Деятельность учащихся: выполняют самостоятельно за своим компьютером, если выполнили первыми, то помогают одноклассникам.

1. Итог урока. Подведение итогов урока, выставление оценок за работу на уроке.

Деятельность учителя: настраивает обучающихся ответить правдиво на поставленные вопросы, устанавливает соответствие между поставленными задачами урока и результатами, вносит коррективы; анализирует учебную деятельность.

Деятельность учащихся: Учащиеся обмениваются мнениями по теме

8. Домашнее задание.

Учебник. § 14, 15 стр. 70-83; стр. 79 - вопросы 1-5, 8, 9 (устно), 17 (письменно).

Деятельность учителя: комментирует домашнее задание, что и как нужно выполнить.

Деятельность учащихся: записывают домашнее задание в дневники, слушают пояснения учителя по выполнению домашнего задания.