Курс алгоритмізації з використанням виконавців системи кумир і автоматичного тестування

Три останні роки в 7-м математичному класі школи №179 істотну частину курсу інформатики займає вивчення основ алгоритмізації на прикладі виконавців системи Кумир. Метою курсу є вивчення основ алгоритмізації, розвиток уявлення про програмування, навчання складанню найпростіших алгоритмів.

Використовуються три виконавця - "Водолій" (створення найпростіших алгоритмів, розуміння ідеї алгоритму), "Робот" (основна частина курсу, вивчення всіх алгоритмічних конструкцій і багатьох алгоритмів), "Черепаха" (повторення курсу, зв'язок з геометрією і тригонометрією, рекурсивні алгоритми побудови фракталів).

Курс є практико-орієнтованим. Викладається мінімальну кількість теорії (як правило, тільки розповідається, як влаштовані основні алгоритмічні конструкції і наводяться приклади запису програм). В основному школярі займаються вирішенням завдань, яких протягом року школярам дається сумарно близько 300.

програма курсу

Завдання розбиті на групи, звані "листами" або "завданнями". Список завдань в 2010-2011 навчальному році:

0. Завдання на виконавця Водолій. Поняття алгоритму, прості алгоритми.
  1. Виконавець Робот. Система команд, лінійні алгоритми.
  2. Цикли нц ... раз (цикл, що виконується фіксоване число раз).
  3. Вкладені цикли.
  4. Допоміжні алгоритми (тобто викликані функції).
  5. Цикл нц поки ...
  6. Логічні операції (і, або, не) і складові умови.
  7. Умови якщо ... то ... інакше ... все.
  8. Завдання на комбінування циклів і умов.
  9. Додаткове завдання - пошук шляхів в лабіринтах.
  10. Рекурсія.
  11. Величини целочисленного типу - лічильники і їх використання в циклах.
  12. Аргументи, що передаються допоміжному алгоритму.
  13. Значення, що повертається допоміжним алгоритмом.
  14. Величини дійсного типу - вимір радіації і обробка отриманих значень.
  15. Завдання на обробку числових послідовностей, наприклад, пошук максимуму радіації в коридорі.
  16. Додатковий листок - складні завдання на обробку числових даних.
  17. Виконавець Черепаха. Алгоритми на малювання квадратів.
  18. Малювання трикутників, багатокутників, зірочок.
  19. Малювання кіл, дуг, спіралей.
  20. Рекурсивні алгоритми для черепахи.
  21. Побудова фракталів за допомогою рекурсивних алгоритмів.

У завданні 0 використовується виконавець Водолій, в завданнях 1-16 - Робот, в завданнях 17-21 - Черепаха.

Завдання 0-16 реалізовані за допомогою "Модуля підтримки курсів" системи Кумир. Для цих завдань реалізована автоматична система перевірки виконання завдань.

Дистрибутив системи Кумир

Для вступного курсу з використанням виконавців в школі 179 використовується Кумир з "Модулем підтримки курсів" - МПК. Підтримка МПК включена в стабільні версії системи Кумир тільки починаючи з версії 1.8.0. Версії Кумир до 1.8.0 не містять можливості підтримки курсів, встановіть новішу версію.

1. Для системи Windows - встановити версію 1.8.0 системи Кумир з сайту розробників. Посилання: http://lpm.org.ru/kumir2/files[..]dows-32bit-setup.exe
  Версії Кумир до 1.8.0 не містять "Модуля підтримки курсів", тому потрібна саме версія 1.8.0.

2. Для системи ALT Linux Шкільний 5 - необхідно підключити репозиторій версії 5.1 і встановити пакет kumir зі сховищ 5.1.
.

3. Для інших дистрибутивів Linux можна спробувати зібрати пакет з вихідних кодів.

запуск МПК

Для відкриття вікна МПК використовується меню системи Кумир "Інструменти" - "Практикум".

Архів завдань для виконавців Водолій і Робот

Завдання на виконавців Водолій і Робот (0-16) виконуються з використанням МПК. Необхідно завантажити, відкрити з МПК файл vodoley.kurs.xml  або robot.kurs.xml. Цей xml-файл містить опису завдань, умови задач, посилання на шаблони алгоритмів, приклади стартових ситуацій для перевірки, перевіряючі алгоритми. Цей файл можна редагувати за допомогою простого текстового редактора (акуратно), або за допомогою редактора курсів МПК, запустивши Кумир в учительському режимі (команда kumir -t).

Учень повинен зберегти курс у себе в робочому каталозі в файлі з ім'ям, наприклад, ivanov.work.xml. У цьому файлі зберігаються тексти рішень, створених школярем, результати перевірки його завдань. Згодом учень повинен відкривати саме свій робочий файл   * .work.xml.

На прикладах стартових ситуацій буквою "A" позначена клітина, де робот знаходиться до виконання алгоритму, буквою "B" позначена клітина, в яку необхідно перемістити робота, зірочками в правому нижньому кутку позначені клітини, які робот повинен зафарбувати.

Завдання для виконавця Черепаха

Завдання для виконавця Черепаха виконуються без використання МПК - завдання перевіряються тільки вчителем. Подивитися на умови завдань можна на сторінці.

Інструкція по виконанню завдань вдома

Для виконання завдань вдома учнями і перенесення виконаних завдань в школу є

Міжнародна науково-практична конференція «Сучасні інформаційні технології і ІТ-освіта», листопада, 2011
відеозапис доповіді  (Спасибі Роману Еннеру!)

«Команда алгоритму»  - Серія 2. Серія 1. Команда 2. Розгалужуються алгоритм. Серія. Кожна команда алгоритму повинна визначати однозначне дію виконавця. 2.Понятность. циклічний алгоритм. Властивості алгоритму. Алгоритм, в якому серія команд виконується багаторазово називається ... Лінійний алгоритм. Запис блок-схем в ms worde.

«Графічний виконавець»  - Мова програмування. Система команд. Програма літери. графічний навчальний виконавець. Середовищі графічного виконавця. Обстановка. Два режиму. Команди. Довжина вертикального і горизонтального відрізків. Робота в програмному режимі. Програмне управління.

«Властивості алгоритму»  - Властивість «дискретність» визначає сувору послідовність команд. Сувора послідовність кінцевого числа дій є алгоритмом. Алгоритм «висівання» простих чисел (Решето Ератосфена). «Визначення та властивості алгоритмів». Перевірка. Властивість «дискретність» вказує на можливість розбиття алгоритму на окремі кроки.

«Побудова алгоритмів»  - Засоби і правила побудови блок-схем. Способи запису алгоритмів. Виконавець алгоритму. Докладний опис  послідовності арифметичних і логічних дій. Виконавець. Спосіб. Мова проектування програм. Теми для дослідження. Алгоритми. Система, здатна виконати дії. З'єднувачі.

1. Вибрати команду Файл? Зберегти як. Розробити алгоритм може тільки людина! 4. Натиснути кнопку «Зберегти». Зрозуміло. 1. Набрати 3-літровий глечик. 1. Подивитися розклад. Дано: 5 і 3 літри Набрати: 1 літр води. Складіть алгоритм збору портфеля. 1. Набрати 3-х літровий глечик. З історії. У перекладі будь-яке правило починалося словами: «Алгорізмі сказав».

«Поняття алгоритму і його властивості»  - Створення алгоритму для вирішення завдань будь-якого типу. Що вийде в результаті виконання цього алгоритму. Властивості алгоритмів. Послідовність дій. Конструювання об'ємних фігур. Створи композицію. Об'єкти, над якими виконавець може вчиняти дії. Алгоритмічний спосіб діяльності людини.

Всього в темі 31 презентація

Тип уроку:комбінований.

Дидактичні цілі:

• узагальнити і систематизувати знання учнів про алгоритми, познайомити з виконавцем "Черепаха", навчити складати лінійні алгоритми для даного виконавця.
• здійснювати прискорене інтелектуальний розвиток ліцеїстів за допомогою інформаційно-комунікаційних технологій.

• освітні: Перевірити якість засвоєння навчального матеріалу по темі "Алгоритми", сформувати загальні уявлення про виконавця "Черепаха", познайомити з системою команд, із середовищем виконавця, навчити складати лінійні алгоритми для даного виконавця.
• Розвиваючі: Розвивати пізнавальний інтерес, логічне мислення, мова і увагу учнів, уміння систематизувати знання, застосовувати отримані знання на практиці.
• виховні:  формувати морально-етичні якості особистості ліцеїстів, інформаційну культуру, виховувати толерантність, підвищувати інтерес до вивчення інформатики.

устаткування:

• комп'ютери;
• Комплект Навчальних світових;
• мультимедійний проектор;
• Інтерактивна дошка;

Організація простору: фронтальна, групова, індивідуальна.

Методи: пояснювально-ілюстративні, частково-пошукові, словесні, наочні, практичні.

Хід уроку

1. Організація початку уроку.

Учитель: Доброго дня! Я рада вітати вас на уроці інформатики! Бажаю вам успішної та плідної роботи.

2. Перевірка виконання домашнього завдання.

3. Повторення пройденого матеріалу.

На попередніх уроках ви познайомилися з поняттями алгоритм і виконавець. Зараз ми перевіримо, як ви засвоїли матеріал.

Що таке алгоритм ? (алгоритм   - це кінцева послідовність кроків у вирішенні завдання, що приводить від вихідних даних до необхідного результату.) (Слайд 2)

які властивості алгоритму   ви знаєте? (Зрозумілий, точний, кінцевий, упорядкований, результативний.)

Наведіть приклади лінійних алгоритмів?

Який тип алгоритму представлений на слайді? (Лінійний.) (Слайд 3)

Які алгоритми ви ще знаєте? (Алгоритм з розгалуженням, циклічний алгоритм.)

Наведіть приклади.

4. Постановка проблемної ситуації.

Дайте визначення, що таке виконавець? (Виконавець - людина, група людей, тварина або технічний пристрій, Здатні виконувати певний набір команд.) (Слайд 4)

Назвіть типи виконавців. (Формальні і неформальні виконавці.) (Слайд 5)

Наведіть 2-3 приклади формальних і неформальних виконавців.

Для чого потрібні виконавці. (Відповіді дітей.)

Як ви думаєте, про що сьогодні на уроці ми будемо говорити? (Про виконавців.)

Сьогодні на уроці ми познайомимося з одним з формальних виконавців "Черепахою". (Слайд 6)

Які завдання ми поставимо перед собою? (Познайомитися з новим виконавцем, вивчити його систему команд, середу виконавця, навчитися складати для донного виконавця алгоритми.)

5. Відкриття нових знань

Розглянемо даного виконавця. При запуску виконавця створюються два вікна:

• вікно черепахи;
• вікно пульта. (Слайд 7)

Вікно пульта є основним. При спробі його закрити буде закрито і вікно черепахи. Вікна пульта і черепахи можна пересувати по екрану, згортати і розгортати звичайним чином. Вікно черепахи можна зафіксувати поверх інших вікон, для цього справа на заголовку є кнопка. Розміри вікон міняти не можна.

Вікно черепахи - квадратне. (Слайд 8)   Воно містить жовте поле ( "арену, посипану піском"), оточену блакитною смугою ( "рів з водою"). При пересуваннях черепахи кінець хвоста, яким черепаха малює, не повинен потрапляти у воду; при спробі зробити це, виконавець видає відмову. Сама черепаха (її тіло, голова і т.п.) може виявитися "в воді" і навіть за межами вікна ( "під парканом"). Відповідно до підручником, черепаха малює кінчиком хвоста. Поворот черепахи відбувається відносно кінця хвоста. Розмір сторони арени - 500 пікселів. Одиниця переміщення черепахи відповідає одному пікселю. При запуску виконавця арена порожня. Черепаха знаходиться в центрі, хост опущений. Такий стан арени будемо називати початковим. Тіло черепахи можна приховати, клікнувши по полю.

Пульт управління "Черепахою" включає в себе: (Слайд 9)

• поле протоколювання команд (нескінченне вниз) і кнопки прокрутки протоколу (зверху і знизу від поля);
• кнопку скидання (праворуч від протоколу вгорі); при натисканні цієї кнопки арена скидається в початкове положення, а поле протоколу очищається;
• кнопку передачі протоколу в кумири (праворуч від протоколу внизу); після натискання цієї кнопки вміст команд протоколу вставляється в програму у вікні редагування системи кумира;
• шість кнопок для передачі команд черепасі ( "вперед", тому "," вправо "," вліво "," підняти хвіст "," опустити хвіст ");
• "Циферблат" для завдання та подання кутів.

При роботі під управлінням кумира "Черепаха" розуміє наступні команди: (Слайд 10)

• підняти хвіст
• опустити хвіст
• вперед (вещ)
• назад (вещ)

Розглянемо приклад створення алгоритму для малювання квадрата. (Слайд 11)   (Ті, що навчаються разом з учителем розглядають алгоритм програми.)

6. Закріплення отриманих знань.

Які два вікна створюються при запуску виконавця? (Вікно черепахи, вікно пульта.)

Яке вікно є основним і чому? (Вікно пульта є основним. При спробі його закрити буде закрито і вікно черепахи.)

Що є середовищем виконавця "Черепаха"? (Квадратне жовте поле, по якому пересувається Черепаха.)

Назвіть СКІ даного виконавця? (Підняти хвіст, опустити хвіст, вперед, назад.)

Що вийде після виконання наступного алгоритму? (Трикутник.) (Слайд 12)

7. Практична робота  і перевірка практичної роботи

Пройдіть, будь ласка, за комп'ютери. На робочому столі комп'ютера розміщений файл із завданням. Відкрийте його. Завдання складається з трьох частин, перші дві частини для виконання в класі, третє для домашньої роботи. Чи є у вас питання. Приступите до виконання. (Додаток I.)

8. Підведення підсумків уроку, виставлення оцінок, рефлексія.

З яким виконавцем ми сьогодні познайомилися? (Черепахою.)

Що вміє цей виконавець? (Відповіді учнів.)

Молодці!

Для якісної оцінки своїх знань я пропоную вам продовжити такі фрази, які дозволять вам здійснити самоаналіз. Якщо у кого-то з вас є бажання, можете аргументувати свою відповідь.   (Слайд 13)

• Сьогодні я дізнався (а) ...
• Мені було цікаво...
• Мені було важко ...
• Я виконував (а) завдання ...
• Я зрозуміла що...
• Тепер я можу ...
• Я відчув (а), що ...
• Мені захотілось...

Сьогодні за роботу на уроці все отримують відмінні оцінки. Дякую за ваші яскраві знання.

Електронні ресурси.

1. http://www.niisi.ru/kumir/
2. http://www.metodist.lbz.ru/authors/informatika/3/

Джерела.

1. Інформатика. УМК для основної школи: 5 - 6, 7 - 9 класи (ФГОС). Методичний посібник  для вчителя.
2. Електронний додаток до підручника "Інформатика" для 5 класу.
3. Інформатика: підручник для 5 класу автори Босова Л. Л., Босова А. Ю.
4. Інформатика: робочий зошит для 5 класу автори Босова Л. Л., Босова А. Ю.

Головна » інструкції » Курс алгоритмізації з використанням виконавців системи кумир і автоматичного тестування