Исследовательская деятельность обучающихся на уроке «Алгоритмы и исполнители»
статья по информатике и икт (8 класс)

Исследовательская деятельность обучающихся на уроке
«Алгоритмы и исполнители»

Алгоритмы… Привычное слово для ученика, который даже в начальной школе знал, что «Алгоритм – план решения задачи».  В основной школе к понятию алгоритма  для некоторого исполнителя мы подходим более детально, глубоко, знакомясь с различными исполнителями и кругом решаемых ими задач.

В 8 классе  урок  информатики  по  теме  «Алгоритмы и исполнители» можно провести как урок-исследование, цель которого – знакомство с различными исполнителями алгоритма. Задачи урока – исследование характеристик исполнителя, результат алгоритма, разработка алгоритмов для конкретного исполнителя.

 На первом этапе урока можно вспомнить  примеры алгоритмов  в жизни, назвать современные исполнители алгоритмов в быту. Обычно учащиеся охотно приводят свои примеры исполнителей и  круг решаемых ими задач. На этом этапе уже можно подвести  учащихся к выводу определений  понятий «Алгоритм» и «Исполнитель алгоритма», попробовать проговорить характеристики исполнителей.

В тетради учащиеся чертят таблицу, в которой по мере изучения в течение урока нового исполнителя записывают его характеристики:

С исполнителем  Черепашка обучающиеся знакомы с начальной школы, поэтому характеристики этого исполнителя вспоминают быстро, остается напомнить им команды черепашки и предложить выполнить алгоритм с командой «повтори». Задачу можно усложнить, указав какое-нибудь огромное число повторений при рисовании замкнутой геометрической фигуры. (Как определить, что фигура замкнутая? Как определить, какая фигура получится? Сколько наложений фигуры одна на другую получится?)

Исполнитель Робот: учащиеся записывают систему команд исполнителя в таблицу, по заданному алгоритму чертят   траекторию движения Робота, записывают алгоритм возвращения Робота в исходную точку. Здесь необходимо напомнить учащимся, что в среде исполнителя – поле – где-то есть стены, этот факт нужно учесть в алгоритме.

Исполнитель Вычислитель можно предложить исследовать в парах: попробовать решить задачу «подбором»  алгоритма или эту же задачу решить «с конца в начало», переписав задачу как «антизадачу». (У кого быстрее получился  алгоритм? У кого получился оптимальный алгоритм? Что такое оптимальный алгоритм? Как удобно записывать в тетради решение этой задачи?) При разработке алгоритма для Вычислителя  учащиеся демонстрируют на доске  запись решения и получившиеся команды алгоритма. Через «антизадачу» это может выглядеть так:

Задача: получить из числа 4 число 55, используя команды
1) прибавить 1;  2) умножить на 3

Записываем «антизадачу»: 55→4;  1)-1;  2):3.

Решение:  

Ответ собираем «с  конца в начало»; оптимальный алгоритм в этой задаче 11221.

Исследование исполнителя Кузнечик учащиеся проводят самостоятельно, для решения конкретной задачи нужно договориться с учащимися об обозначении исходных данных: x – неизвестное количество определенных команд. Как записать арифметическое выражение для вычисления позиции Кузнечика? Что означает полученное в ответе число? Какую единственную команду можно было исполнить Кузнечику, чтобы достичь того же результата?

Сравнивая алгоритмы для различных исполнителей можно подвести учащихся к выводу свойств алгоритмов.

В завершение урока можно продемонстрировать понятие  «формальное исполнение алгоритма»  на примере решения задачи нахождения всех простых чисел на заданном интервале. Используем алгоритм «Решето Эратосфена». Алгоритм прост и понятен, поэтому все с этой задачей справляются быстро.

На уроке используются элементы исследовательской деятельности обучающихся, что способствует легкому усвоению темы и позитивному настрою на последующие уроки в рамках темы «Алгоритмизация».