Тема. Основні етапи розв’язування прикладної задачі з використанням комп’ютера. Інформаційна модель. Алгоритми

Вид материала

Урок

Содержание Тип уроку. Програмне забезпечення. Хід уроку Схема 1 Етапи розв’язання прикладної задачі з використанням комп’ютера Вибір готового Етап 5. Аналіз результатів 3) *Пояснення вчителя Властивості алгоритму

Подобный материал:

• Методика навчання розв’язуванню планіметричних задач на побудову із використанням комп’ютера., 256kb.
• 1. Вступ. Основні поняття та методологія до історія розвитку та використання методів, 102.84kb.
• Урок математики в 2 класі, 47.58kb.
• Підручників для дистанційного навчання [1-5], але в жодному з них не висвітлені питання, 83.65kb.
• Формат опису модуля, 37.96kb.
• Тема елементи прикладної математики тема уроку: Математичне моделювання. Мета, 153.33kb.
• Бази даних I. Вступ. Основні поняття, 142.32kb.
• Тема урока, 157.49kb.
• Методика розв’язування олімпіадних задач з логічним навантаженням. Геометричні інваріанти, 399.86kb.
• Зміст вступ 5, 3049.32kb.

Урок № 1

Тема. Основні етапи розв’язування прикладної задачі з використанням комп’ютера. Інформаційна модель. Алгоритми.

Мета уроку. Ознайомити з основними етапами розв’язування прикладної задачі з використанням комп’ютера, поняттям моделювання. Формувати навички створення інформаційних моделей об’єктів. Поглибити та розширити знання учнів про алгоритм, одержані на уроках математики, фізики та інших предметів. Ознайомити з властивостями та базовими структурами алгоритмів. Вчити подавати алгоритм у різний спосіб. Розвивати уяву, логічне мислення, зорову пам’ять. Виховувати інформаційну культуру, формувати інтерес до алгоритмізації та програмування.

Тип уроку. Урок вивчення нового навчального матеріалу

Обладнання. ПК (12 шт.), журнал з інструкціями по ТБ в комп'ютерному класі, критерії оцінювання знань, таблиця «Алгоритми», схема «Основні етапи розв’язування прикладної задачі з використанням ПК» (на картках), схема «Базові структури алгоритмів» (на картках)

Програмне забезпечення. Windows. NetOp School 5.0. MS Excel

Презентації та відео. -

Підручники і посібники. Інформатика (підручник) Гуржій А.Н., Зарецька І.Т., Колодяжний Б.Г., Соколов А.Ю. 10-11 Факт, Навчальна книга, 2002,2004, 2006

Додаткова література. Корнієнко М.М. Інформатика. Основи алгоритмізації і програмування: Теоретичні основи, приклади та завдання, практичні роботи/ М.М. Корнієнко, І.Д. Іванова. – Х. : Видавництво «Ранок», 2009.- 48 с.

Скляр І.В. Я готуюсь до уроку інформатики. Алгоритмізація та програмування. – 2-ге вид., - К.: Вид. Л. Галіцина, 2005. – 128 с. – (Б-ка «Шк.. світу»)

Основні етапи уроку

1. Організаційний момент. Інструктаж з техніки безпеки під час проведення уроків в кабінеті інформатики. Правила поведінки (таблиця, журнал ТБ) 4 хв
   
2. Вивчення нового навчального матеріалу. 20 хв.
   
   1. Основні етапи розв’язування задачі з використанням ПК (пояснення учителя, аналіз схеми)
      
   2. Інформаційна модель типи моделей (пояснення учителя)
      
   3. Алгоритми (бесіда, пояснення за таблицею та схемами на картках)
      
3. Закріплення вивченого, формування практичних навичок (під керівництвом учителя) 17 хв
   
   1. Виконання практичного завдання на розв’язання прикладної задачі з використанням готового програмного забезпечення (MS Excel)
      
   2. Виконання практичного завдання на складання алгоритму для знаходження суми перших 100 натуральних чисел (блок-схема)
      
4. Підсумки уроку. Домашнє завдання. §__ Скласти блок-схему розв’язання квадратного рівняння. 4 хв.
   

Коментар до домашнього завдання.


Хід уроку

2.

1) *Пояснення вчителя (з використанням матеріалу схеми «Етапи розв’язування задач за допомогою комп’ютера»)

Нині важко уявити собі життя сучасної людини без комп’ютера. Люди використовують його для розв’язання найрізноманітніших задач: від виконання складних обчислень у наукових дослідженнях та економіці до виконання кропіткої домашньої роботи. Комп’ютер – це помічник людини, без нього неможлива обробка величезного потоку інформації, який кожного дня зростає: будь то оформлення складної документації, створення та обробка графічних зображень, розв’язування математичних задач, отримання даних з будь-якої теми, тощо. Для розв’язання цих задач комп’ютер озброєний найрізноманітнішим програмним забезпеченням, яке поділяється на 4 категорії: операційні системи, системні утиліти, системи програмування, прикладне програмне забезпечення.

Отже, користувач аналізує завдання, яке необхідно розв’язати, та обирає оптимально придатний програмний засіб, який є в арсеналі засобів його комп’ютера. Однак є велика кількість задач, для розв’язання яких не існує відповідного програмного забезпечення або існуюче програмне забезпечення з певних причин не влаштовує . У цьому випадку користувач може самостійно написати програму для виконання поставленої задачі.

Розв’язання прикладної задачі з використанням комп’ютера визначається декількома етапами, частина яких виконується людиною, частина – людиною і машиною.


Схема 1

Етапи розв’язання прикладної задачі з використанням комп’ютера


Етап 1. Постановка задачі (опис вхідних даних та умов,

формулювання мети завдання, опис очікуваних результатів)




Етап 2. Побудова інформаційної моделі

(опис реального об’єкта дослідження

в припустимих для реалізації задачі

термінах для зведення дослідження

до розв’язання на моделі)


Етап 3. Розробка алгоритму


Етап 4. Комп’ютерна реалізація алгоритму

Вибір готового Розробка нового

програмного забезпечення , програмного забезпечення

використання програмного (вибір мови, написання,

забезпечення із заданими налагодження та

вхідними даними тестування програми,

виконання програми

із заданими вхідними даними)


Етап 5. Аналіз результатів


2) Другим етапом розв’язування задачі за допомогою комп’ютера є побудова інформаційної моделі. Що ж таке модель?

Об’єкт – це деяка частина світу навколо нас, яку можна розглядати як одне ціле. Щоб розрізняти об’єкти, кожному з них дають назву, яка формує уявлення про можливості та властивості об’єкта.

Параметри об’єкта – це властивості об’єкта, які можуть бути виражені певними (кількісними або якісними) значеннями.

Модель – спрощене подання реального об’єкта, що відбиває лише найголовніші його риси. Отже це штучно створений людиною абстрактний або матеріальний образ реального об’єкта, що зберігає типові (суттєві) властивості оригіналу, важливі для розв’язання певної задачі.

Моделювання – процес створення , аналізу та уточнення моделі для подальшого дослідження об’єкта.

Моделі створюють для того, щоб краще розуміти структуру, основні властивості, закони взаємодії складових об’єкта дослідження, навчитися керувати цим об’єктом та прогнозувати наслідки керування.

Причини моделювання:

• оригінал не існує в реальному часі;
  
• реальний об’єкт недоступний для дослідження;
  
• немає можливості побачити об’єкт;
  
• процес, який досліджується, небезпечний для життя тощо
  

Класифікація моделей:

• вербальні (отримані в результаті розумової діяльності, подані в словесній формі);
  
• знакові (виражені за допомогою спеціальних графічних засобів або умовних малюнків, схем, формул, графіків тощо);
  
• за галуззю використання (навчальні, дослідницькі, технічні, ігрові, імітаційні та н..);
  
• за фактором часу (статичні й динамічні);
  
• за способом подання (матеріальні та інформаційні).
  

Для дослідження об’єкта (явища, процесу) не обов’язково створювати матеріальну модель, часто достатньо надати необхідну інформацію про об’єкту потрібній формі, тобто створити інформаційну модель. За інструментами реалізації інформаційні моделі поділяють на комп’ютерні (яка реалізована на комп’ютері за допомогою програмних засобів) і некомп’ютерні.

3) *Пояснення вчителя (з використанням матеріалу таблиці «Алгоритми» та схеми «Базові структури алгоритмів»)

Третім дуже важливим етапом розв’язування задачі за допомогою комп’ютера є створення алгоритму дій. Що ж таке алгоритм? З цим поняттям ви зустрічались не один раз на уроках математики, фізики, навіть малювання. Алгоритм – це чіткий порядок виконання дій. Це точні розпорядження (вказівки, команди) виконавцеві відносно здійснення послідовності дій, які спрямовані на розв’язання певної задачі. З алгоритмами ви зустрічаєтесь також і вдома, на вулиці (коли жарите яєчню, переходите дорогу, готуєте їжу). Виконавцем алгоритму можуть бути людина, свійська тварина, робот, автомат, комп’ютерна система.

Властивості алгоритму:

• дискретність (складається із сукупності відокремлених команд, тільки закінчивши виконання однієї команди, виконавець переходить до виконання іншої);
  
• однозначність (кожна команда алгоритму однозначно визначає дії виконавця і не допускає їх подвійного тлумачення);
  
• формальність (будь-який виконавець, не знаючи суті завдання, може виконати алгоритм і отримати результат);
  
• масовість (алгоритм повинен передбачати можливість розв’язання групи типових задач із зміною вхідних даних в деяких межах);
  
• скінченність (виконання алгоритму не може закінчуватися невизначеною ситуацією або зовсім не закінчуватися);
  
• результативність (виконання алгоритму повинно приводити до очікуваного результату).
  

Способи подання алгоритму

• словесний
  
• формульно-словесний
  
• графічний (блок-схема)
  
• програмний
  
• інші (запис музики за допомогою нот тощо)
  

Схема 2

Базові структури алгоритмів

Слідування (лінійна структура)




Розгалуження




так

ні




Дія 1







Повна форма Неповна форма


Повторення (циклічна структура)



Цикл з передумовою Цикл з післяумовою

Основні елементи блок-схем:




напрям процесу


Практичні завдання

1. Побудувати графік тригонометричної функції синус для значень, що змінюються в межах від - 2, 5 до 2,5 радіан за допомогою готового програмного забезпечення.
   

Етапи розв’язання задачі:

• Постановка задачі. Вхідні дані. -2,52,5 Крок 0,5
  
• Математична модель. y = sin x
  
• Розробка алгоритму
  
  1. Ввести в пам’ять перше знасення змінної х
     
  2. Знайти значення sin x для х = -2,5
     
  3. Доки х<=2,5 виконувати дії: х=х+0,5; знайти sin x
     
  4. Побудувати графік залежності y=sinx за обчисленими значеннями х і y
     

• Вибрати готове програмне забезпечення (MS Excel), завантажити програму і виконати алгоритм.
  
• проаналізувати одержаний результат (знайти за графіком проміжне значення функції та порівняти його з обчисленим на комп’ютері)
  

2. Скласти алгоритм знаходження суми перших 100 натуральних чисел.
   

Словесний спосіб

1. Надати сумі S початкове значення 0.
   
2. Надати числу n початкове значення 0.
   
3. У циклі повторювати:
   
   1. збільшити поточне значення числа n на 1;
      
   2. збільшити поточне значення суми S на n.
      

Цикл закінчити, коли n набуде значення 100 і воно буде додано до суми S.

4. Вивести обчислене значення S.
   

Блок-схема








цикл з передумовою


4. Домашнє завдання (перевіряється на наступному уроці)

Алгоритм розв’язання квадратного рівняння



ні

так