Конспект урока "Виды циклических алгоритмов"

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение –
средняя общеобразовательная школа №4 город Асино Томской области
Конспект урока
на тему:
«Виды циклических алгоритмов»
учитель информатики и ИКТ
Кривенцов Л.А.,
первая квалификационная категория
2015
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 2 -
Конспект урока на тему: «Виды циклических алгоритмов»
Класс: 6
УМК (программа): модифицированная программа на основе УМК
«Образовательная робототехника» под редакцией Лобода Ю.О., Нетесова О.С., Леонтьева
Е.В., ЗАТО Северск.
Тема урока: Виды циклических алгоритмов.
Тип урока: комбинированный урок с элементами интерактивных технологий
Цель: создать программы с использованием различных циклов для решения
прикладной задачи (поиск черной линии).
Задачи:
ознакомление с робототехникой с помощью конструктора LEGO Mindstorms
9797;
систематизация знаний по теме «Алгоритмы» (на примере работы Роботов
NXT);
усвоение понятий циклический алгоритм, цикл с параметром, цикл с
предусловием, цикл с постусловием, дать представление об использовании
циклических алгоритмов для решения практических задач в робототехнике;
дать понятие о блок-схемах, изображающих различные циклы.
Технологии и методы работы: технология поэтапного формирования знаний,
технология развивающего обучения, исследовательская технология, метод активного
обучения, здоровьесберегающие технологии, компьютерная технология, технология
развития критического мышления, игровая технология.
Урок из курса Робототехники, раздел – «Программирование в среде NXT-G.». На
уроке, используя модель колесного робота из конструктора LEGO Mindstorms 9797 ученики
составляют в среде программирования NXT-G программы с использованием циклических
алгоритмов, загружают их в робота и демонстрируют выполнение представленных
алгоритмов.
В ходе занятия обучающиеся должны продемонстрировать следующие
результаты в виде универсальных учебных действий:
Регулятивные:
систематизировать и обобщить знания по теме «Алгоритмы» для успешной
реализации алгоритма работы собранного робота;
научиться программировать роботов с помощью среды программирования NXT-G.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 3 -
Познавательные:
умение реализовывать виды циклических алгоритмов в среде NXT-G;
научиться использовать датчики для реализации циклических алгоритмов;
экспериментальное исследование, оценка (измерение) влияния отдельных
факторов.
Коммуникативные: развить коммуникативные умения при работе в группе или команде.
Личностные: развитие памяти и мышления, возможность изучения робототехники в
старших классах.
Вид урока: практическая работа
Оборудование: мультимедиа проектор, конструктор LEGO Mindstorms 9797 (5 шт.), в
набор которого входят 431 элемент, включая программируемый блок управления NXT, 3
сервомотора, датчики звука, расстояния, касания и освещенности.
План урока
Этапы урока
(занятия,
мероприятия)
Деятельность
педагога
Деятельность
обучающегося
Результаты
1. Организационный
момент
(2 мин)
Отметка
присутствующих,
Настрой на работу
Приведение
рабочего места к
работе
Знание правил техники
безопасности в
кабинете информатики
2. Повторение
теоретического
материала
предыдущего урока
(4 мин)
Фронтальный устный
опрос обучающихся по
материалу
предыдущего урока с
использованием
презентации
Ответы на вопросы
Коммуникативные
УУД: ответы с места
3. Изучение нового
материала
(14 мин)
Подача нового
материала по теме с
использованием
презентации и
раздаточного
материала
Запись материала в
тетрадь
Понимание факта
многообразия языков:
блок-схемы и
программы на NXT-G
4. Практическая
работа: разработка
алгоритмов для
робота,
демонстрация
(15 мин)
Наблюдение за
работой обучающихся,
ответы на
возникающие вопросы
в ходе практической
работы
Составление
программ, загрузка
программ в
роботов,
демонстрация
Самостоятельная
деятельность
обучающегося
умение организовать
свое рабочее время
Коммуникативные
УУД: знание
интерфейса ОС, умение
запускать нужную
программу, работа в
среде
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 4 -
программирования
NXT-G
Регулятивные УУД:
умение ставить личную
цель, понимать и
осознавать смысл своей
деятельности
Познавательных УУД:
работа с датчиком
освещенности,
измерение параметра
освещения
5. Подведение
итогов урока.
Рефлексия
(3 мин)
Фронтальный устный
опрос по новому
материалу
Ответы на вопросы
Коммуникативные
УУД: ответы с места
Умение выдвигать
гипотезы
Умение осуществлять
анализ, рефлексию,
самооценку своей
деятельности
6. Этап информации
о домашнем задании
(2 мин)
Объяснение
домашнего задания и
ответы на вопросы по
домашнему заданию
Запись домашнего
задания, вопросы
по домашнему
заданию
Личностные УУД:
возможность проявить
себя вне школьной
учебы (на
соревнованиях по
робототехнике)
Ход урока:
I. Организационный момент.
Учитель: Добрый день, ребята! На прошлом уроке мы занимались конструированием
роботов из конструктора NXT. Сегодня мы будем создавать для них программы с
использованием разнообразных циклических алгоритмов.
В своей практической деятельности человек постоянно сталкивается с задачами, при
решении которых требуется многократно повторять одни и те же действия. Для составления
алгоритмов решения таких задач используются команды повторения (циклы).
Существуют задачи, которые можно решать разными способами, причём один способ
может быть очень длинным, а другой в одну строчку. Кто захочет решать задачу самым
длинным способом? Каждый захочет искать рациональный выход. И для того, чтобы
находить рациональные пути решения задачи мы изучим тему «Циклы», ознакомимся с
видами циклов, научимся создавать циклические алгоритмы в среде программирования
NXT-G.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 5 -
II. Повторение теоретического материала предыдущего урока.
1. Учитель: Для начала давайте вспомним, какие виды алгоритмов мы знаем?
Дети отвечают на вопрос (линейный, циклический и разветвляющийся)- слайд 2.
2. Для какого вида алгоритмов используются следующие блоки из среды
программирования NXT-G (блоки показаны на слайде 3)?
Дети отвечают на вопрос (движение, цикл, ветвление).
3. Что такое цикл (слайд 4)?
III. Изучение нового материала
Итак, Цикл это многократно повторяющийся участок вычислительного процесса,
который заканчивает свою работу по заданному условию.
Существует три основных вида циклов: цикл с предусловием, цикл с постусловием и
цикл с параметром.
а) Цикл с параметром.
Иногда заранее известно, сколько раз должен выполниться цикл. Для задач такого типа
используется оператор цикла с параметром. В таком цикле есть счетчик с переменной,
которая принимает значение количества повторений цикла. Когда эта переменная
становится равной m, цикл заканчивает свою работу:
В среде программирования NXT-G цикл с параметром реализуется путем настройки
блока «Цикл» на «Подсчет», где просто указывается количество повторений цикла:
б) Цикл с предусловием.
В других случаях, прежде чем выполнять какие-либо команды, требуется проверять
определенное условие. Тогда используется цикл с предусловием. Данный цикл будет
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 6 -
повторятся пока истинно логическое выражение. Перед каждым повторением оператора
значение логического выражения проверяется заново. Именно поэтому этот цикл может не
выполниться ни разу, если условие при входе в него окажется ложным.
Таким образом, цикл с предусловием содержит условие повторения цикла.
В среде программирования NXT-G цикл с предусловием реализуется путем
использования внутри блока «Цикл» блока «Переключатель», который в свою очередь чаще
всего настраивается на какой-либо датчик.
в) Цикл с постусловием
В случаях, когда необходимо добиться истинного значения условия в задачах обычно
используется цикл с постусловием. Данный цикл повторяется до тех пор, пока не станет
истинным логическое выражение. В отличие цикла с предусловием, в цикле с
постусловием вычисление логического выражения происходит не до, а после очередного
повторения цикла. Из-за этого цикл с постусловием обязательно выполнится хотя бы раз, а
цикл с предусловием может не выполнится ни разу.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 7 -
В среде программирования NXT-G цикл с постусловием реализуется путем настройки
блока «Цикл», например, на датчик:
Если условие в цикле с предусловием является условием продолжения повторений, то
условие в цикле с постусловием условием выхода из цикла, его завершения. Поэтому для
одной и той же задачи эти условия противоположны.
IV. Практическая работа: разработка алгоритмов для робота, демонстрация
Теперь давайте обратимся к нашим роботам (на данном уроке это колесные роботы,
оснащенные датчиками), которые мы собирали на прошлом занятии.
Задание 1: Составить алгоритм с использованием цикла с параметром для
движения робота по квадрату с заданной стороной.
Сначала определим, какие команды нам понадобятся, в какую сторону должен
вращаться сервомотор, промежуток времени работы сервомотора для движения по одной
стороне и последовательность выполнения команд.
Правильный вариант (способ поворота – отключение одного сервомотора):
Способ поворота в примере тот же, что и в предыдущем. Цикл настроен на Счетчик
(количество повторений - 4).
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 8 -
Примечание: время работы сервомотора в каждом отдельном случае будет разное, т.к.
ученик настраивает вращение на свое время или количество оборотов. Соответственно для
каждого случая сторона квадрата будет разной. И вариант поворота каждый обучающийся
применяет свой.
Задание 2: Составить алгоритм с использованием цикла с предусловием для
нахождения черной линии.
Правильный вариант:
Задание 3: Составить алгоритм с использованием цикла с постусловием для
нахождения черной линии.
Правильный вариант:
Учитель:
IV. Подведение итогов урока. Рефлексия.
Итак, ребята, давайте подведем итоги нашей работы.
Какие виды циклов мы с вами сегодня использовали при составлении программ?
Можно ли использовать цикл с постусловием для алгоритма движения по квадрату?
Если да, то что необходимо для этого сделать?
Какой из алгоритмов нахождения черной линии наиболее рационален?
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 9 -
V. Этап информации о домашнем задании.
Составить алгоритм выхода из лабиринта используя циклические алгоритмы
(длины ходов лабиринта неизвестны).
Задание обязательно будет оценено!
Спасибо за урок! До свидания, ребята.
Список использованных текстовых и графических источников:
1. Инструкция для работы с комплектом LEGO Mindstorms 9797.
2. Фото робота и скрины – авторские.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 10 -
Приложение 1
Раздаточный материал для практической работы
Задание 1.
Задание 2.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 11 -
Задание 3.
Виды циклических алгоритмов
________________________________________________________________________________________
Кривенцов Леонид Александрович МАОУ СОШ №4 г. Асино
- 12 -
Приложение 2
Раздаточный материал для домашнего задания