Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методика изучения темы «Алгоритм. Свойства алгоритма»




В проекте стандарта и обязательном минимуме по информатике содержание алгоритмической линии определяется через перечень понятий: алгоритм, свойства алгоритмов, испол­нители алгоритмов, система команд исполнителя; формальное ис­полнение алгоритмов; основные алгоритмические конструкции; вспомогательные алгоритмы.

Изучение алгоритмизации в школьной информатике может иметь два целевых аспекта: первый - развивающий аспект, под которым понимается развитие алгоритмического мышления учащихся; второй - программистский аспект. Составление программы для ЭВМ начинается с построения алгоритма; важнейшим качеством профессионального программиста является развитое алгоритмическое мышление.

Вопрос о месте и объеме темы программирования в базовом курсе решается в двух аспектах. Первый аспект связан с усилением фундаментальной компоненты курса информатики. Ученикам дается представление о том, что такое языки программирования. Второй аспект носит профориентационный характер.

В учебнике Семакина И. Г. понятие «алгоритм» является центральным.

Под алгоритмом понимают понятное и точное предписание (указание) исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи.

Указание на выполнение каждого отдельного действия названо командой, а «совокупность команд, которые могут быть выполнены исполнителем, называется системой команд исполнителя». В качестве основного свойства алгоритма подчеркивается формальный характер работы исполнителя при его выполнении. Отсюда делается вывод о том, что исполнителем алгоритма может быть автомат (машина, робот). На этой идее основан принцип программного управления работой компьютера, поскольку программа - это и есть алгоритм, представленный на языке, «понятном» компьютеру - на языке программирования.

Одним из основных методических достижений учебника является введение в школьную информатику учебного алгоритми­ческого языка. Алгоритмический язык А. П. Ершова можно назвать русскоязычным псевдокодом, предназначенным для обучения методике структурного программирования. Наряду с использованием алгоритмического языка для описания алгоритмов активно используются блок-схемы. Подчеркивается необходимость стандартного изображения блок-схем, чего также требует методика структурного подхода к программированию.

В учебнике И.Г.Семакина применен отличный от рас­смотренных подход к теме алгоритмизации. Его можно назвать кибернетическим подходом. Алгоритм трактуется как информа­ционный компонент системы управления. Такой подход дает воз­можность ввести в содержание базового курса новую содержа­тельную линию - линию управления. Это многоплановая линия, которая позволяет затронуть следующие вопросы.

• элементы теоретической кибернетики: кибернетическая модель управления с обратной связью;

• элементы прикладной кибернетики: структура компьютерных систем автоматического управления (систем с программным управлением); назначение автоматизированных систем управления;

• основы теории алгоритмов.

Для обучения детей алгоритмизации, используется язык ЛОГО. В целом ЛОГО предназначен для обучения структурной методике программирования.

Языком описания алгоритмов для всех исполнителей является учебный алгоритмический язык (АЯ). Введение всякой новой конструкции алгоритмического языка происходит по одинаковой методической схеме:

• рассматривается новая задача, требующая введения новой конструкции;

• описывается алгоритм решения этой задачи;

• дается формальное описание данной конструкции в общем виде.

Второе направление алгоритмической линии - алгоритмы решения вычислительных задач. Для построения таких алгоритмов используется Бейсик. В учебнике В. А. Каймина изучение алгоритмизации ориентируется на исполнителя-ЭВМ.

В учебнике третьего поколения А.Г.Гейна и др. существен­но изменился подход к обучению алгоритмизации. Введен новый учебный исполнитель Паркетчик. Для того, чтобы подчеркнуть формальный характер работы исполнителей алгоритмов, авторы используют термин «Бездумные исполнители» - БИ. Паркетчик предназначен для методичного обучения структурному способу построения алгоритмов.

Цели изучения темы в базовом курсе информатики:ввести понятие алгоритма, развить алгоритмическое мышление (операторное), познакомить с языком записи алгоритма.

Изучаемые вопросы:

Определение алгоритма.

♦ Свойства алгоритма.

♦ Типы алгоритмических задач.

♦ Определение и свойства алгоритма.

В определении алгоритма содержатся основные понятия, связанные с алгоритмом и его главные свойства.

Взаимосвязь понятий отражена на рисунке.

Центральным объектом в этой системе является ИСПОЛНИТЕЛЬ алгоритмов. Вводится понятие исполнителя. Исполнитель - это тот объект (или субъект), для управления которым составляется алгоритм. Алгоритм может включать в себя только команды, входящие в СКИ.

Далее приводятся свойства алгоритма:

• понятность.

• точность.

• конечность.

• результативность.

• исходные данные.

• Дискретность. Дискретность состоит в том, что команды алгоритма выполняются последовательно, с точной фиксацией моментов окончания выполнения одной команды и начала выполнения следующей.

• Массовость. Свойство массовости выражается в том, что алгоритм единым образом применяется к любой конкретной формулировке задачи, для решения которой он разработан.

Основные типы учебных алгоритмических задач. Для закрепления основных понятий, связанных с определением алгоритма, полезно рассмотреть с учениками несколько заданий следующего содержания:

1) выполнить роль исполнителя: дан алгоритм, формально исполнить его;

2) определить исполнителя и систему команд для данного вида работы;

3) в рамках данной системы команд построить алгоритм;

4) определить необходимый набор исходных данных для решения задачи.

Пример 1:Назвать исполнителя следующего вида работы - выдача заработной платы; определить СКИ исполнителя.

Решение.Очевидно, исполнителя можно назвать «Кассир». Система команд, которые он должен уметь выполнять, следую­щая:

-найти в ведомости получателя;

-посчитать деньги;

-выдать деньги.

В задачах такого типа нужно учить учеников разбивать работу исполнителя на сравнительно простые действия, которые требуют формального исполнения. Команда «выдать зарплату» не удовлетворяет таким требованиям.

При построении СКИ решаются две проблемы: проблема элементарности команд и проблема полноты системы команд. Система команд исполнителя называется полной, если она содержит весь минимально-необходимый набор команд, позволяющий построить любой алгоритм в том классе задач, на который ориентирован исполнитель.

Пример 2:Описать систему команд исполнителя «Геометр», который мог бы выполнять геометрические построения с помощью циркуля и линейки.

Решение.Ученикам знаком класс задач, которые в геомет­рии называются задачами на построение с помощью линейки, циркуля и карандаша. Полной системой команд для исполнителя «Геометр» является следующий список:

1. Провести отрезок прямой между двумя данными точками.

2. Установить раствор циркуля, равный длине данного отрезка.

3. Установить ножку циркуля в данную точку.

4. Провести окружность.

5. Выделить общие точки двух линий (пересечения или касания).

Пример 3:Записать для Геометра алгоритм решения следующей задачи: дан отрезок АВ; построить окружность, для которой отре­зок АВ является диаметром.







Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1210. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.003 сек.) русская версия | украинская версия