Ключевые слова: алгоритм, исполнитель алгоритма, линейный, циклический стороны той клетки, где находится Робот: стена есть — «истина», иначе «ложь». вправо кц После выполнения данного алгоритма Робот окажется на клетке рядом с правой границей коридора.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Издательство «Образование и Информатика»,

Всероссийское научно
-
методическое общество педагогов


XI
V

Всероссийский конкурс

научно
-
практических работ по методике обучения информатике

и информатизации образования

ИНФО
-
2017


Номинация:
Образовательные технологии для достижения метапредметных
результатов
.


Работа представлена в авторской редакции.


Название работы:
Этапы решения задач на компьютере на примере разработки
программы для робота
mOway

с детализацией алгоритма решения
.


Сведени
я об авторе:

Попова Людмила Анатольевна,
учитель информатики, муниципальное
образовательное учреждение «Лицей № 26», г. Подольск, Московская область;
адрес:
142116, Московская область, г. Подольск, ул. Мраморная, д. 5;
телефон:
(4967) 63
-
45
-
49;


Аннотация

В ходе уроков закрепляется понятие алгоритма как последовательности действий для
некоторого исполнителя. Разрабатывается алгоритм для Робота («КуМир») методом
последовательной детализации. Исследуется движение робота
mOway

в зависимости от
уров
ня освещенности, делается вывод. Изучаются
этапы решения задач на компьютере с
применением робота
mOway
,
пишутся программы.

Ключевые слова:

а
лгоритм, исполнитель алгоритма, линейный, циклический
алгоритмы,
алгоритм ветвления,
робот, траектория
движения, эт
апы решения задач на
компьютере, переменная.


Раздел
ы

программы:
Эт
апы решения задач на компьютере. Конструирование алгоритмов.

Тема урока
:
Этапы решения задач на компьютере с детализацией алгоритма решения.

Цель урока
:
разработать программу
для

робота
mOway

с детализацией ее решения.

Задачи урока
:

2


Образовательные:



Закрепить представление об основных алгоритмических конструкциях;



Закрепить умение составлять алгоритмы и программы для некоторого исполнителя;

Развивающие:



Формирование представлен
ия о программировании как виде профессиональной
деятельности;



Развитие познавательных способностей в процессе разработки и реализации проекта;

Воспитательные:



Усидчивость, аккуратность, внимательность, взаимопонимание, работа в парах.


Планируемые результа
ты обучения:

личностные:

• развитие коммуникативных навыков, способностей к общению и сотрудничеству со
сверстниками и взрослыми в процессе образовательной, учебно
-
исследовательской,
творческой деятельности;

метапредметные:

• умение строить логические
рассуждения, умозаключения и делать выводы;

• умение соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль
своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий,
корректировать свои действия в соответствии с из
меняющейся ситуацией;

• умение оценивать правильность выполнения учебной задачи;

предметные:

• формирование информационной, математической и алгоритмической культуры;

• формирование представления о компьютере как универсальном устройстве обработки
информац
ии и устройстве управления;

• формирование представления о роботе как формальном исполнителе алгоритмов;


Тип урока
:
урок
-

исследования.

Количество часов
: 2 спаренных урока
.

Класс:

девятый.

Оборудование:




Компьютерный класс (
Windows

XP
);




Проектор;




робот
mOway
;

3




ПО «КуМир»;



ПО «
Scratch 1.4
»

Список литературы и Интернет
-
ресурсов:

1.

Журнал «ИКТ и Информатика в современном образовании» №8 2015 В.И. Филиппов
«Использование программ


конструкторов компьютерных игр и роботов
mOway

в
образовательном процессе
V



VII

классов для достижения личностных и метапредметных
результатов»

2.

Информатика 8 класс ФГОС Л.Л. Босова, А.Ю. Босова, Москва БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2014

3.

Информатика 9 класс ФГОС Л.Л. Босова, А.Ю. Босова, Москва БИНОМ.
Лаборатория знаний, 2014
;

4.

Основы информатики и вычислительной техники А.Г. Кушнеренко Москва
ПРОСВЯЩЕНИЕ, 1991
;

5.

mOway Scratch
сборник

упражнений


6.

mOway

презентация

7.

http://www.induc.ru/resources/methods/


План урока:

1.

Организационный этап.

2.

Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний
учащихся. Актуализация знаний.

3.

Разработка алгоритма методом последовательного уточнения для исполнителя Робота.

4.

Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

5.

Усвоение новых знаний. Построение алгоритма и написание программы.

6.

Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция.

7.

Информация о домашнем задании, инструктаж по его вып
олнению
.

8.

Рефлексия. Подведение итогов урока.

Ход урока
:

1.

Организационный этап


Ученики заходят в класс, рассаживаются по своим рабочим местам, готовятся к уроку
.

Учитель

приветствует ребят.

Ученики
:

Приветствуют учителя, настраиваются на урок.

2.


Проверка домашнего задания, воспроизведение и коррекция опорных знаний
учащихся. Актуализация знаний.

Условие домашней работы

(повторение за курс 8 класса)
:

4



1)

Напишите программу
, выполнив которую робот,
передвинется

из исходной клеточки
в отмеченную клетку и закрасит ее. Считать
, что количество клеток заранее известно.
Используйте различные виды алгоритмов.

2)


Напишите программу, выполнив которую робот, передвинется из исходной клеточки
в отмеченную клетку и закрасит е
е. Считать, что количество клеток заранее не известно.

Ученики
:

демонстрация выполнения домашней работы.

Учитель:

определите, к какому типу алгоритма относятся действия робота?

Ученики
:

определяют типы алгоритмических конструкций, дают определения.

2.

Разраб
отка алгоритма методом последовательного уточнения для исполнителя
Робота
1

Учитель:

Вы уже знакомы с исполнителем Роботом
. Он действует на клеточном поле,
между клеткам
и

которого могут быть стены. Вспомним команды, которые может выполнять
Робот.

Ученики:
называют команды и описывают их.

Команда

Описание команды

Вверх

Робот перемещается в соседнюю
клетку в указанном направлении.
Если в этом направлении между
клетками стоит стена, то Робот
раз
рушается

Вниз

Вправо

Влево

Закрасить

Робот закрашивает

ту клетку, в
которой находится

Сверху свободно

Проверка истинности условия
отсутствия стены у соответ
-
ствующей стороны той клетки, где
Снизу свободно

Слева свободно




1

Учебник «Информатика. ФГОС. 9 класс» Л.Л. Босова, БИНОМ. Лаборатория знаний, 2014

5


Справа свободно

находится Робот: стены нет
-
«истина», иначе «ложь»

Сверху стена

Проверка истинности условия
наличия стены у соответствующей
стороны той клетки, где находится
Робот: стена есть
-

«истина», иначе
«ложь»

Снизу стена

Слева стена

Справа стена

Клетка закрашена

Проверка истинности условия:
клетка закрашена
-

«истина»,
иначе «ложь»

если

<условие>
то


последовательность команд>

все

Организация ветвления: если
<условие>
верно, то выполняется

Последовательность команд>

нц пока

< условие >

Последовательность команд>

кц

Организация цикла: пока
<условие>
верно,

выполняется

Последовательность команд>


Учитель:

В 8 классе вы решали не сложные задачи. Усложним задачу.
Реш
ение разобьем
на отдельные шаги
.

Цель

первого урока
: написать алгоритм решения задачи для Робота с детализацией его
решения.

Задача для Робота
:

Дано, что на поле Робота
есть туннель (горизонтальный коридор). Робот
находится перед туннелем. Точное расположение Робота
, начала и продолжительность
туннеля не известно.


Составить алгоритм, при выполнении которого Робот закрасит клетки в туннеле с
радиацией
больше 54.

Выйдет из туннеля и пройдет до конца рабочей области.

6




Разработаем план действия:

1)

Из исходного положения дойти
до начала

горизонтальной области
;

2)

Пройти вдоль туннеля и

проверить уровень радиации. Если показание радиации в
клетке превышает 54, закрасить ее
;

3)

Выйдя из туннеля дойти до конца рабочего поля
;

Учитель
разбивает класс на три группы. Каждой группе предлагает
составить алгоритм к
указанному

этапу

решения задачи.

Детализация каждого

из трех

модулей
:

Ученики,
по группам
, самостоятельно пытаются разработать алгоритм решения, учитель
корректирует выполнение этапа
.

Варианты решения

ученики
проверяют в рабочей области Робота
, поясняют

классу

алгоритм решения и результат его выполнения
:

1)

Чтобы двигаться

горизонтально до обнаружения горизонтального коридора
, Роботу
нужно шагнуть вправо и выполнить цикл


ПОКА


нц пока

сверху свободно и снизу свободно


вправо

кц

После выполнения этого алгоритма Робот пройдет
до
туннеля

и окажется в первой её
клетке
;

7


2)

Чтобы пройти вдоль коридора Роботу нужно шагнуть вправо и выполнить цикл


ПОКА, в нутрии которого проверить условие радиации
:


нц пока

сверху стена и снизу стена



если

радиация >54




то
закрасить



кв

вправо

кц

После выполнения
данного алгоритма Робот окажется на клетке рядом с правой границей
коридора.

3)

Чтобы
двигаться горизонтально до конца рабочей области, Робот должен шагнуть
вправо

и выполнить цикл


ПОКА
:


нц пока

справа свободно


вправо
;

кц

Учитель

соединяет карточки, выводит через документ камеру алгоритм решения:

Программа управления Роботом выглядит так:

алг

нач

нц пока

сверху свободно и снизу свободно

8



вправо

кц

нц пока

сверху стена и снизу стена


если

радиация >54



то
закрасить


кв

вправо

кц

нц пока

справа свободно


вправо;

кц

кон

Учитель

выполняет проверку всех этапов.

Ученики

соединяют блоки в один алгоритм. Выполняют алгоритм
.

Учитель:

Разработка алгоритма




это один из эта
пов решения задач на
компьютере.


3. Постановка цели и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся.

Учитель
:

Д
о сих пор
м
ы
работали с формальным роботом

в среде программирования
КуМир.

Используя специальные команды, мы этим Роботом управляли


перемещали его
по клеткам, закрашивали клетки. И в большинстве случаев наша задача

заключала
сь

в том,
чтобы написать такую программу для Робота, выполняя которую он будет
передвигаться по
полю и
закрашивать клетки.

Для формального исполнителя была определена среда
(клетчатое поле), СКИ, использовались основные базовые алгоритмические конструкции для
составления программ.

А

теперь
возьмем реального робота
mOway

(рис.1)
.


рис.1

mOway
-

это маленький программируемый автономный робот.

Робот mOway оснащен рядом датчиков, с помощью которых он ориентируется в
окружающей среде; наличие двигателя позволяет перемещаться по полу. Все
эти
9


периферийные устройства соединены с микроконтролле
ром, который управляет действиями
робота.






Учитель

демонстрирует робот, показывает и рассказывает о датчиках
, которые будут
использованы на уроке
:

1. Датчики линии
;


2
. Световой датчик
.


Учитель
:

Для него
,

составить программу решения той или иной задачи
, не так то
и

просто. Для этог
о нужно пройти несколько этапов.

Р
ассмотрим
эти
этапы
.


Учитель

просит учеников назвать тему
второго
урока.

Ученики

предлагают варианты.

Учитель

объявляют тему урока: «Этапы
решения задач на компьютере».

Ученики

ставят перед собой
цель

-

разработать

программу для робота
mOway
.


4. Усвоение нов
ых знаний. Построение алгоритма

и нап
исание программ
ы


Класс делится на группы по два человека (у каждой группы по одному роботу, сидят
за
одним компьютером)

Учитель

уточняет ситуацию
:

во избежание

аварии при проезде туннеля
автомобилисты снижают скорость и включают свет. Создадим модель этой ситуации для
нашего робота
mOway
.

Р
ешим
следующую
задачу
:

Робот движется с некоторой скоростью в городе по дороге
вдоль черной линии. Увидев туннель, робот снижает скорость и включает свет. Составить
программу
прохождения туннеля
робот
ом
.

Для решения поставленной задачи нам
понадобятся следующие команды:

Действие


Описание



Задать значение переменной


Включить
/
выключить

передний светодиод;


Перемещение
mOway

вдоль правой
кромки линии до
тех пор, пока

не отправим другую команду движения


Алгоритмическая конструкция ветвление

10



Для

разработки программы

сначала создадим описательную модель, в которой определим,
что является исходными данными, что будет результа
том выполнения программы
.

1
-
й этап

решения задачи на компьютере для робота
mOway

Ученики вместе с учителем

определяют исходные данные

Дано:

speed
:=
100


начальная скорость робота;

frontled
(
off
)



выключен передний светодиод;

linefollow
(
right
)
-

mOway


перемещается

вдоль правой кромки линии до тех пор, пока мы не
отправим другую команду движения
, например
stop
;

Требуется:

если значение светового датчика
(сенсора) меньше 10, т.е

Light
(
R

) 10
,

уменьшит
ь скорость движения
(
speed

:=
30
)

и включить передний светодиод
-

frontled
(
on
)
.

Учитель
:

На следующем шаге создадим формальную модель


разработаем блок
-
схему



разбив решение задачи на шаги
.

2
-
й этап

План действия

Робота (разрабатывается учениками вместе с учителем):

1)

Задать начальные значения переменной скорости;

2)

Отправить Робота в движение вдоль черной линии;

3)

Если по дороге встретится туннель проверить
скоростной режим и включить
передний светодиод;

4)

Движение вдоль черной линии и п
роверку данных осуществлять до тех пор, пока
Робот не остановиться.














Начало

Не нажата
клавиша
Stop
?

Speed:=100

Передать «Следуй
вдоль черной линии»

Значение сенсора
10

Передать «Выключить
передний светодиод»

+

-

+

11










12


Учитель
:
А

теперь разработайте

программу в среде
Scratch
.

Ученики выполняют третий этап.

3
-
й этап. П
римерный вариант решения задачи



Ученики
предлагают свои варианты решения

5. Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция

4
-
й этап

Учитель:

Для проверки правильности составленной программы протестируйте ее

на
макете "Умного города"
.

Ученики
:

Устанавливаю связь робота
mOway

со средой программирования
Scratch
.
Запускают робота на выполнение программы. Делают вывод.

5
-
й этап


После демонстрации

выполнения программы у
читель

проверяет работу и при
необходимости просит произвести корректировку программы
.




Учитель:

Разработка программ для робота
mOway

позволяет пройти все этапы решения
задач на компьютере.
Н
азовите их.

Ученики

озвучивают эт
апы
решения задач на компьютере:

1)

Создание описательной модели;

2)

Создание формальной модели;

3)

Разработка программы в среде
Scratch
;

4)

Тестирование программы;

5)

Корректировка программы при необходимости
2




2

В.И. Филиппов «ИКТ и ИНФОРМАТИКА В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАНИИ»

№8, 2015

13


6
. Информация о домашнем задании, инструктаж по его выполнению.

Учитель

объясняет сущность
домашнего задания

Задача 1 (самостоятельная работа дома)
:

Дано, что на поле Робота только одна стена и эта стена расположена строго горизонтально.
Робот находится в одной из клеток, при
легающих к стене сверху
. Точные раз
меры с
тены и
точное расположение Робота неизвестны. Составьте алгоритм, при выполнении которого
Робот:

а)

окажется в одной из клеток, прилегающих к стене снизу;

б)

закрасит все клетки, прилегающие к стене сверху;

в)

закрасит все клетки, прилегающие к стене
снизу;

г)

закрасит все прилегающие к стене клетки.


Задача

2

(коллективная работа во внеурочное время)
:

Робот двигается в зависимости от степени освещенности. Если освещение менее 40%,
останавливается
3
.

Составить программу решения поставленной задачи

для робота
mOway
.

Зафиксируйте свои действия на каждом из этапов решения задачи.


7
. Рефлексия (подведение итогов занятия)

У ч и т е л ь: Предлагает закончить работу и оценить свою деятельность.

Ученики

проводят самоанализ своей деятельности.

Учитель

оценивает работу на уроке, выставляет оценку.






3

В.И. Филиппов «ИКТ и ИНФОРМАТИКА В СОВРЕМЕННОМ ОБРАЗОВАНИИ»

№8, 2015


Приложенные файлы

  • pdf 12001312
    Размер файла: 853 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий