Published using Google Docs
Урок 05 Стандарт 11
Updated automatically every 5 minutes

Урок 05 Стандарт 11

Урок 5                                                                             Інформатика 11 Стандарт

Етапи розв’язування задачі за допомогою комп’ютера. Вхідні дані та результати, їх взаємозв’язок. Поняття про метод розв’язування задачі. Поняття програми.

Мета.  

Навчальна. Розглянути з учнями етапи та методи розв’язування задачі за допомогою комп’ютера; ознайомити з поняттям програми.

Виховна. Виховувати культуру оформлення блок-схем, алгоритмів

Тип уроку: вивчення нового матеріалу, формування вмінь та навичок.

Обладнання: ПК, підручники, плакат, учительська презентація, мультимедійний проектор.

Учні повинні знати: поняття методу розв’язування задачі; технологію комп’ютерного моделювання етапи розв’язування задачы за допомогою комп’ютера; поняття програми.

Учні повинні вміти: будувати інформаційну модель задачі; аналізувати алгоритм розв’язування задачі; конструювати алгоритм розв’язування задачі; будувати графічні схеми найпростіших алгоритмів; формально виконувати алгоритм.

Матеріали для роботи з учнями:

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Учитель вітає учнів, відмічає відсутніх організує увагу, перевіряє наявність ро­бочих зошитів, підручників тощо, проводить бесіду щодо правил техніки безпеки та роботи учнів у комп’ютерному класі.

2. Перевірка домашнього завдання.

Завдання 3, 5, 8.

Учитель викликає до дошки учнів, пропонуючи їм продемон­струвати створені вдома алгоритми. Особливу увагу слід звернути на алгоритми розкладання виразу на елементарні дії у вигляді Блок-схеми.

3. Актуалізація опорних знань.

4. Мотивація навчальної діяльності.

Ми з вами вже неодноразово зазначали, що в сучасному житті комп’ютер є найпотужнішим пристроєм обробки інформації. Отже, велика кількість різноманітних задач розв’язується за допомогою комп’ютера. На попередніх уроках ми вже намагались розв’язувати деякі задачі за допомогою комп’ютера. Чи можна розв’язувати інші задачі за допомогою електронних пристроїв, які програмні середовища для цього слід вибрати і що потрібно з’ясувати, щоб розв’язування задачі за допомогою комп’ютера було оптимальним? Відповіді на ці запитання ви отримаєте на уроці.

5. Вивчення нового матеріалу.

Основні етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера

Під час розв’язування задачі перш за все потрібно вибрати метод її розв’язування (грец. рєбобод - шлях через).

Метод розв’язування задачі - це сукупність теоретичних принципів і практичних прийо-мів, що використовуються під час розв’язування задачі.

З’ясуємо, які кроки (дії) потрібно виконати, якщо для розв’язування задачі вибрано метод з використанням комп’ютера.

Вам уже відомо, що перші ЕОМ були створені для швидкого виконання громіздких обчислень. А сучасні комп’ютери призначені не тільки для розв’язування обчислювальних задач, а й для створення та редагування малюнків, текстових документів, презентацій, мультфільмів і кінофіль­мів, пошуку потрібних даних з великих масивів даних, керування роботою різноманітних пристроїв, розв’язування багатьох інших задач. Використо­вувати комп’ютер для розв’язування деяких із цих задач ви вже навчилися в 9-му і 10-му класах, деякі із них будуть розглянуті в 11-му класі.

Процес розв’язування кожної задачі з використанням комп’ютера можна поділити на кілька етапів, які є спільними для всіх задач. Розгля­немо ці етапи на прикладі такої задачі.

Задача. Використовуючи комп’ютер, розробити проект спортивного майданчика школи. Під майданчик використати вільне місце на подвір’ї школи у вигляді прямокутника розмірами 100 х 50 м. На цьому майданчику потрібно розмістити баскетбольний і волей­больний майданчики, тенісний корт, майданчик для міні- футболу, гімнастичні тренажери. Якщо неможливо розмістити всі майданчики окремо, деякі з них можна сумістити. Проект повинен містити креслення загального плану розміщення майданчиків, креслення кожного з майданчиків і креслення всіх елементів обладнання.

Для розв’язування цієї задачі спочатку потрібно з’ясувати розміри спортивного майданчика, який потрібно спроектувати, які об’єкти треба на ньому розмістити (для даної задачі - баскетбольний і волейболь­ний майданчики, тенісний корт, майданчик для міні-футболу, гімнастичні тренажери), у якому вигляді потрібно надати цей проект (для даної задачі - у вигляді креслень усього майданчика і його об’єктів). Цей етап називається аналіз умови задачі, визначення початкових (вхідних) даних і кінцевих результатів.

Після цього потрібно визначити, які властивості спортивного майданчи­ка та його об’єктів будуть відображені на плані, яких значень вони набува­тимуть. Деякі із цих значень є стандартними, а деякі ми повинні визначати самі. Наприклад, розміри баскетбольних щитів, висота їх нижнього краю від землі, висота кільця від землі є стандартними, а от довжину перекла­дин та їх кількість у шведській стінці, відстані між об’єктами ми можемо визначити самі. На цьому етапі потрібно встановити й залежності між об’єктами, наприклад які майданчики будуть суміщені. Цей етап розв’язування задачі називається створення інформаційної моделі.

Далі потрібно вибрати засіб, який буде використано для створення цього проекту. У даному випадку це може бути одна з прикладних про­грам: векторний чи растровий графічний редактор, спеціальний пакет програм для креслення тощо. А можна створити власну програму, яка за даними задачі на основі інформаційної моделі запропонує різні варіанти проектів такого майданчика. Цей етап називається вибір програмних засобів для розв’язування задачі.

Якщо ми вирішимо використати одну з прикладних програм, то далі треба вибрати ті засоби цієї програми, які дадуть змогу створити потрібний проект, скласти алгоритм його створення, враховуючи систему команд відповідної програми-виконавця, після чого виконати складений алгоритм і отримати комп’ютерну модель проекту майданчика. Ці етапи називаються вибір засобів у середовищі прикладної програми, складан­ня алгоритму, виконання алгоритму та отримання комп’ютерної моделі об’єкта.

Якщо ж ми вирішимо скласти власну програму для розв’язування цієї задачі, то перш за все необхідно вибрати мову програмування.

Мова програмування — це мова, призначена для запису комп’ютерних програм.

Після цього потрібно:

Ці етапи називаються вибір мови програмування, складання алго­ритму розв’язування задачі, складання програми, виконання програ­ми та отримання комп’ютерної моделі об’єкта.

Під час виконання алгоритму або програми може статися так, що одну з команд алгоритму або програми виконавець не може виконати. Це озна­чає, що алгоритм або програма містять помилку. Потрібно визначити всі наявні помилки (вони називаються синтаксичними помилками) та усу­нути їх. Цей етап називається налагодження алгоритму або програми. Після налагодження потрібно знову виконати алгоритм або програму розв’язування даної задачі.

Після того як ми одержимо результат, використовуючи прикладну програму або спеціально створену програму, його потрібно дослідити на відповідність умові поставленої задачі. Якщо всі вимоги умови задачі ви­конуються, то можна вважати, що задача розв’язана правильно і ми одер­жали правильний її розв’язок, тобто той, що повністю відповідає умові задачі. Якщо ж ні, потрібно шукати помилки на попередніх етапах розв’язування задачі (вони називаються логічними помилками), виправляти їх і знову шукати правильний розв’язок задачі. Цей етап називається дослідження отриманих результатів на відповідність умові задачі.

Звертаємо вашу увагу, що останній етап найчастіше проводиться не на одному наборі вхідних даних, а на цілій серії таких наборів (тестові набори даних), які підбирають таким чином, щоб якомога повніше з усіх боків дослідити отримані результати на їх реальність і відповідність умо­ві задачі.

З розглянутого прикладу можна виділити такі основні етапи розв’язування задач з використанням комп’ютера (рис. 1.14):

Прослідкуємо тепер, як реалізуються розглянуті вище етапи при розв’язуванні обчислювальної задачі.

Задача. Мама дала Сергію гроші в сумі S грн. на покупку n1 зошитів у клітинку вартістю v1 коп. за один зошит і n2 різнокольорових ру­чок вартістю v2 коп. за одну ручку для підготовки до навчально­го року. Чи вистачить залишку грошей на щоденник, якщо його вартість vЗ грн.?

I   етап.

Аналіз умови задачі, визначення вхідних даних і кінцевих результатів

Вхідні дані:

•      сума грошей S;

•      ціна зошита v1 і кількість зошитів n1;

•      ціна ручки v2 і кількість ручок n2;

•      ціна щоденника vЗ.

Кінцеві результати:

•      висновок: вистачить грошей на таку покупку чи не вистачить.

II    етап.

Створення інформаційної моделі

Для створення інформаційної моделі для цієї задачі запишемо матема­тичну формулу для визначення суми грошей, яка залишиться після того, як купили зошити і ручки.

Очевидно, сума грошей, яка залишиться після покупки зошитів і ру­чок, може бути обчислена за формулою:

ost = S-v1*n1-v2*n2.

Якщо ost > vЗ, то купити щоденник можна, а якщо ні, то не можна.

III     етап.

Вибір програмних засобів для розв’язування задачі

Прикладним програмним засобом, який можна використати для розв’язування задачі, може бути, наприклад, програма-калькулятор або табличний процесор, який ви будете вивчати в наступному розділі. Або можна скласти спеціальну програму для розв’язування саме цієї задачі, використовуючи одну з мов програмування.

IV     етап.

Створення алгоритму розв’язування задачі

Блок-схему алгоритму розв’язування цієї задачі представлено на ри­сунку 1.15.

V   етап.

Отримання комп’ютерної моделі

Якщо виберемо програму-калькулятор, то ми повинні взяти значення змінних S, v1, n1, v2, n2, обчислити значення виразу S-v1*n1-v2*n2, порів­няти результат із значенням змінної nЗ і зробити відповідний висновок.

VI етап.

Дослідження отриманих результатів на реальність і на відповідність умові

Для перевірки, чи правильно ми використовуємо програму-калькулятор для обчислення наведеного вище виразу, можна виконати тестові об­числення, наприклад для таких наборів даних:

VII етап.

Використання програми

Після того як впевнимося, що для всіх тестових прикладів ми викону­ємо обчислення правильно, можна використовувати вибрану програму для всіх заданих значень вхідних даних і отримати необхідні результати.

6. Застосування отриманих знань.

7. Самостійна робота.

8. Підсумки уроку.

Інтерактивна вправа “Мікрофон”

Учні діляться враженнями.

9. Вправи для розв’язування.

а) Визначити вартість фарби для фарбування підлоги в класній кімнаті.

б) Визначити вартість шпалер для кабінету інформатики.

в) Два потяги вийшли одночасно з пунктівАіВ назустріч один одному. Відомі відстань між пунктами і швидкості потягів. Визначити від­стань між ними через 2 год після виходу; через 3 год. Через скільки годин вони зустрінуться?

г) Два потяги вийшли одночасно з пунктів А і В у протилежних напря­мах. Відомі відстань між пунктами і швидкості потягів. Визначити відстань між ними через 1 год після виходу; через 3 год.

д) У трикутнику відомі довжини двох сторін і міра кута між ними. Знайти довжину третьої сторони і площу цього трикутника.

е) У паралелограмі відомі довжини двох суміжних сторін і міра кута між ними. Знайти його площу і довжини його діагоналей.

а)  Визначити кількість крейди, необхідної для побілки стелі та стін.

б)  Визначити кількість фарби, необхідної для фарбування підлоги.

в)  Визначити кількість шпалер, необхідних для обклеювання стін.

г)  Визначити кількість деревини, необхідної для виготовлення дверей. Для кожної задачі визначити вихідні дані та результат, а також побуду­вати математичну модель.

10. Питання до уроку.

11. Домашнє завдання.