Методическая разработка "Основы алгоритмизации и программирование"

Министерство образования и науки Челябинской области

ГБПОУ «Челябинский энергетический колледж им. С.М. Кирова»

Методическая разработка

открытого учебного занятия

по дисциплине

«Основы алгоритмизации и программирование»

Тема: «Сортировка одномерного массива»

2019

Методическая разработка открытого учебного занятия по дисциплине «Основы алгорит-

мизации и программирование». Тема: «Сортировка одномерного массива». ЧЭнК, 2019. -

26 с.

Рассмотрено на заседании цикловой комиссии «Информатика и вычислительная техника»

Протокол № от 2019

Председатель Л. В. Фадеева

Мельник Н. Ю. преподаватель ГБПОУ ЧЭнК;

Данная методическая разработка открытого учебного занятия по теме «Сортиров-

ка одномерного массива», в курсе дисциплины «Основы алгоритмизации и программиро-

вание» предназначена для преподавателей и является примером практического примене-

ния элементы ИКТ, технологии развития критического мышления при изучении материа-

ла. В разработке представлено полное методическое обеспечение учебного занятия по

указанной теме.

Содержание

1. Введение ...................................................................................................... 4

2. Технологическая карта учебного занятия ................................................ 7

3. Конспект учебного занятия .......................................................................10

4. Приложения ............................................................................................... 17

Приложение № 1 ....................................................................................... 17

Приложение № 2 ....................................................................................... 19

Приложение № 3 ....................................................................................... 20

Приложение № 4 ....................................................................................... 22

Приложение № 5 ....................................................................................... 23

Приложение № 6 ....................................................................................... 25

5. Литература и средства обучения ............................................................. 26

1. Введение

В соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Основы алгоритмиза-

ции и программирования» тема «Сортировка одномерного массива» обучающимися 2

курса изучается согласно КТП во 2 семестре. Номер занятия по КТП – 32, количество ча-

сов - 2.

В ходе учебного занятия ставятся и достигаются цели:

1. Обучающие цели:

1.1 Развитие представлений, обучающихся о программировании на языке С++;

1.2 Формирование у обучающихся навыков составления алгоритмов сортировки массива;

1.3 Совершенствование навыков работы с массивом; (ввод, вывод, обработка массива)

2. Развивающие цели:

2.1 Развитие внимания, памяти, мышления и речи;

2.2 Формирование приемов логического и алгоритмического мышления, развитие познава-

тельного интереса к предмету, развитие умения планировать свою деятельность.

3. Воспитательные цели:

3.1 Повышение интереса к изучаемому материалу;

3.2 Воспитывать интерес к информатике, как к учебному предмету;

3.3 Пробуждение желания совершенствовать полученные знания.

В процессе учебного занятия преподаватель использует следующие методы препода-

вания:

Информационно-сообщающий;

Объяснительно-иллюстративный;

Объяснительно-побуждающий.

В ходе учебного занятия студенты пользуются следующими методами учения:

Репродуктивный;

Продуктивно-практический;

Частично-поисковый.

Тип учебного занятия – повторение и закрепление ранее пройденного материала, а

также изучение нового материала.

Вид учебного занятия – практикум с использованием аутентичного текстового матери-

ала по теме. На учебном занятии используются различные формы деятельности обучаю-

щихся, такие как фронтальный, групповой режим работы, работа с раздаточным материа-

лом, с электронной презентацией к учебному занятию. Работа осуществляется как при

участии преподавателя, так и самостоятельно обучающимися. Используются современные

мультимедийные средства обучения для презентации нового учебного материала с помо-

щью компьютерного проектора.

Оснащение – мультимедийный проектор, доска, экран, электронная презентация к

учебному занятию, раздаточный текстовый материал.

На учебном занятии применяются элементы информационных технологий. Подготовка

соответствующего информационного обеспечения темы учебного занятия требует от пре-

подавателя владения на пользовательском уровне прикладными программами: PowerPoint,

Word.

Особенности группы: обучающиеся II курса, группа КСиК-7-17.

В результате учебного занятия обучающиеся должны:

Знать:

1) Обработку одномерного массива;

Уметь:

Реализовать ввод и вывод массива;

Правильно построить алгоритм обработки массива;

Воспринимать на слух изученный материал.

Формируемые ОК:

ОК.1: Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять

к ней устойчивый интерес.

ОК. 2: Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы

выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК. 6: Работать в коллективе и в команде, эффективно общаться с коллегами, руковод-

ством, потребителями.

План учебного занятия:

1. Организационный момент – 5 мин.

2. Актуализация опорных знаний обучающихся – 10 мин.

3. Усвоения новых знаний и первичная проверка понимания нового учебного материала –

35 мин.

4. Закрепление нового учебного материала - 25 мин.

5. Подведение итогов учебного занятия. - 5 мин.

6. Завершение учебного занятия, объявление оценок за работу на учебном занятии. - 5 мин.

7. Рефлексия учебно-познавательной деятельности. – 5 мин.

4 Технологическая карта занятия

№

Этапы

занятия

Задачи

этапа

Вре-

мя

Методы

обуче-

ния

Сред-

ства

обуче-

ния

Формы

обуче-

ния

Совместная деятель-

ность

Уровень

усвоения

Измерите-

ли

Формы кон-

троля

препода-

ватель

обучаю-

щийся

Организацион-

ный момент.

Ознакомление

обучающихся с

темой и целями

учебного заня-

тия.

1. Проверка

посещаемо-

сти

2. Сообщени

е целей и

задач урока

мин.

Инструк

струк-

тивно-

практи-

ческий

Вербаль-

ные

Беседа

Привет-

ствует

студентов,

фиксирует

отсутству-

ющих,

обеспечи-

вает пози-

тивный

настрой на

работу

Привет-

ствуют

препода-

вателя.

Принима-

ют цели и

задачи

учебно-

познава-

тельной

деятель-

ности

Наличие

рабочих

тетрадей.

Актуализация

опорных знаний

обучающихся

Предложе-

ния по ре-

шению

предложен-

ной препо-

давателем

проблемы

мин.

Инфор-

мацион-

но-

сообща-

ющий

Вербаль-

ные

Беседа

Ставит

опорные

вопросы,

стимули-

рует ак-

тивность

Отвечают

на вопро-

сы

Примене-

ние ранее

получен-

ных знаний

по теме

при реше-

нии кросс-

ворда

Усвоения новых

знаний и пер-

вичная проверка

понимания но-

вого учебного

материала

Подгото-

вить обу-

чающихся к

восприятию

нового ма-

териала

мин.

Инфор-

мацион-

но-

сообща-

ющий

Вербаль-

ные

Беседа

Ставит

опорные

вопросы,

стимули-

рует ак-

тивность.

Проводит

инструк-

таж по

изучению

темы.

Отвечают

на вопро-

сы, вы-

полняют

задания к

прослу-

шанному

материалу

1, 2

Устный

опрос, во-

просно-

ответная

форма

Закрепление но-

вого учебного

материала

Отработать

умения со-

здания ал-

горитма для

реализации

сортировок.

мин.

Продук-

тивно-

практи-

ческий

Разда-

точный

матери-

ал, сло-

варь

Индиви-

дуальная

сам. ра-

бота

обуча-

ющихся

Задает ре-

ализовать

блок-

схему.

Реализо-

вуют

блок-

схему.

1, 2, 3

Письменные

ответы сту-

дентов

Подведение ито-

гов учебного за-

нятия.

Подведение

итогов ра-

бот. Вы-

ставление

итоговых

оценок.

мин.

Продук-

тивно-

практи-

ческий

Разда-

точный

матери-

ал, сло-

варь

Индиви-

дуальная

сам. ра-

бота

обуча-

ющихся

(в груп-

пах)

1. Подведе

ние итогов

занятия с

помощью

обобще-

ния .

2. Выставл

яет оценки

Оцени-

вают

свою ра-

боту

1, 2, 3

Устное вы-

сказывание

Устные отве-

ты студентов

Завершение

учебного заня-

тия, объявление

оценок за работу

на учебном за-

нятии.

Выдача до-

машнего

задания.

мин.

Инфор-

мацион-

но-

сообща-

ющий

Учебник

конспект

Индиви-

дуальная

сам. ра-

бота

обуча-

ющихся

Формули-

рует ДЗ

Записыва-

ют ДЗ

Запись ДЗ

Наличие за-

писи

Рефлексия учеб-

Дать воз-

Импро-

Вербаль-

Беседа

Просит

Отвечают

но-

можность

мин.

визация.

ные

ответить

на вопро-

познавательной

обучаю-

Элемен-

на вопро-

сы

деятельности

щимся

ты

сы

осмыслить

ТРКМ

собствен-

ную дея-

тельность с

целью

дальнейше-

го целенап-

равленного

совершен-

ствования

Конспект учебного занятия

1. Организационный момент (5 мин.)

Доброе утро, ребята. Я рада вас видеть. Садитесь. Дайте мне журнал, пожалуйста. Давайте

сделаем перекличку. Все присутствуют, и мы начинаем урок.

2. Актуализация опорных знаний обучающихся (10 мин.)

Сегодня у нас будет знакомство с новой темой: «Сортировка одномерного массива». Вы

много знаете о массивах. Пожалуйста, ответьте на вопросы. Вопросы высвечиваются в

презентации. Студенты устно отвечают на вопросы.

1. Что такое массив? (пронумерованная совокупность ячеек памяти, названная одним

именем)

2. Массив, какого типа представлен на слайде? (Int)

3. Сколько элементов содержит массив ? (7)

4. Что за запись представлена на слайде? (запись массива на языке с++)

5. Виды массивов? (одномерные и двумерные)

6. Сколькими способами мы можем задать массив?

7. Как осуществить ввод массива с помощью оператора случайных чисел?

На слайде представлен кроссворд, давайте его решим. Вопросы представлены в презента-

ции и в карточке. Студенты в парах записывают ответы в карточку. Для проверки карточ-

ки передаются по часовой стрелке соседу, проверяющий сверяет ответы с экраном, ставит

оценку. ( Приложение № 2)

По горизонтали:

1. Совокупность величин одного типа, обозначенная одним именем. (массив)

2. Обозначение, показывающее месторасположение элемента в массиве. (индекс)

3. Массив, состоящий из чисел. (числовой)

4. Упорядочивание элементов массива по возрастанию или убыванию. (сортировка)

По вертикали:

1. Характеристика, указывающая на количество элементов в массиве (размерность)

2. Идентификатор, однозначно указывающий на тот или иной массив (имя)

3. Вид массива, элементы которого располагаются в строку или столбец. (одномерный)

4. Операция резервирования места в памяти компьютера для элементов массива (описа-

ние).

3. Усвоения новых знаний и первичная проверка понимания нового учебного мате-

риала (35 мин.)

Ознакомление с новым материалом ведется с использованием презентации и проектора.

Узнают определение сортировки, сортировки числового массива, сортировка символьного

массива. Знакомятся с методами сортировки массива. Более подробно знакомятся с тремя

методами: «сортировка выбора», «пузырьковая сортировка», «сортировка вставками». За-

тем выполняют задание на понимание прослушанного материала.

Сортировка – один из наиболее распространенных процессов обработки данных.

Сортировкой числового массива называют расположение его элементов в возрастающем

или убывающем по величине порядке.

Сортировка символьного массива заключается в расположении элементов, например, по

алфавиту или по длине строк. Сортировка массивов включена в качестве стандартной

операции во многие системы прикладного обеспечения (MS Word, MS Excel и др).

Под сортировкой массива подразумевается процесс перестановки элементов с целью упо-

рядочивания их в соответствии с каким-либо критерием.

Существует достаточно много методов (алгоритмов) сортировки массивов.

Методы сортировки массивов:

1. Сортировка выбора

2. Пузырьковая сортировка (сортировка обмена)

3. Сортировка вставками

4. Гномья сортировка

5. Шейкерная сортировка

6. Сортировка Шелла

7. Сортировка слиянием

8. Быстрая сортировка (сортировка Хоара)

9. Сортировка подсчета

10. Пирамидальная сортировка

11. Сортировка расческой

12. Сортировка деревом

Сортировка выбора: Сортировка методом выбора, самая простая для понимания, и

одна из самых медленных.

Алгоритм сортировки массива по возрастанию методом прямого выбора может быть

представлен так:

1. Просматривая массив с первого элемента, найти минимальный и поменять его

местами с первым элементом.

2. Просматривая массив со второго элемента, найти минимальный и поменять его

местами со вторым элементом.

3. И, так далее, до последнего элемента.

Пример работы алгоритма:

Исходный массив:

8, 3, 6, 1, 4 (последовательно меняются местами 8 и 1)

После первого шага:

1, 3, 6, 8, 4 (видим, что минимальный элемент это 3 и он стоит на

своем месте)

После второго шага:

1, 3, 6, 8, 4 (меняются местами 6 и 4)

После третьего шага:

1, 3, 4, 8, 6 (меняются местами 8 и 6)

После четвертого шага:

1, 3, 4, 6, 8

Алгоритм использует вложенные циклы. Внешний цикл (счетчик шагов) последовательно

выбирает номер элемента массива, куда следует записывать найденный в неупорядочен-

ной части массива минимальный элемент. Внутренний цикл перебирает номера неупоря-

доченных элементов при поиске минимального элемента. Для внешнего цикла достаточно

шагов на один меньше, чем элементов в массиве.

Пузырьковая сортировка.

В основе алгоритма лежит обмен соседних элементов массива. Каждый элемент массива,

начиная с первого, сравнивается со следующим и если он больше следующего, то элемен-

ты меняются местами. Таким образом, элементы с меньшим значением продвигаются к

началу массива (всплывают), а элементы с большим значением – к концу массива (тонут),

поэтому этот метод иногда называют методом “пузырька”. Этот процесс повторяется на

единицу меньше раз, чем элементов в массиве.

Пример работы алгоритма:

Исходный массив:

8, 3, 6, 1, 4 (последовательно меняются местами 8 и 3,)

После первого шага:

3, 8, 6, 1, 4 (последовательно меняются местами 8 и 6)

После второго шага:

3, 6, 8, 1, 4 (последовательно меняются местами 8 и 1)

После третьего шага:

3, 6, 1, 8, 4 (последовательно меняются местами 8 и 4)

После четвертого

шага:

3, 6, 1, 4, 8 (начинаем сортировку сначала)

После пятого шага:

3, 6, 1, 4, 8 (последовательно меняются местами 6 и 1)

После шестого шага:

3, 1, 6, 4, 8 (последовательно меняются местами 6 и 4)

После седьмого ша-

га:

3, 1, 4, 6, 8 (опять начинаем заново, последовательно меняются ме-

стами 3 и 1)

1, 3, 4,6,8

Сортировка вставками.

Сортировка вставками — достаточно простой алгоритм. Основным преимуществом алго-

ритма сортировки вставками является возможность сортировать массив по мере его полу-

чения. То есть имея часть массива, можно начинать его сортировать.

Сортируемый массив можно разделить на две части — отсортированная часть и неотсор-

тированная. В начале сортировки первый элемент массива считается отсортированным,

все остальные — не отсортированные.

Начиная со второго элемента массива и заканчивая последним, алгоритм вставляет неот-

сортированный элемент массива в нужную позицию в отсортированной части массива.

Таким образом, за один шаг сортировки отсортированная часть массива увеличивается на

один элемент, а неотсортированная часть массива уменьшается на один элемент.

На каждом шаге сортировки сравнивается текущий элемент со всеми элементами в отсор-

тированной части.

Пример работы алгоритма:

Исходный мас-

сив:

8, 3, 6, 1, 4 (последовательно сравниваются первые два элемента, меня-

ются местами 8 и 3)

После первого

шага:

3, 8, 6, 1, 4 (сравниваем второй и третий элемент 6 и 8, видим, что 6

меньше 8, сравниваем 6 и 3, видим что 3 меньше 6 , значит 6 оставляем на

втором месте)

После второго

шага:

3, 6, 8, 1, 4 (сравниваем третий и четвертый 8 и 1,видим, что 1 меньше 8,

сравниваем 1 и 6, 1 меньше 6, сравниваем 1 и 3, 1 меньше 3, значит 1 ста-

вим на первое место)

После третьего

шага:

1, 3, 6, 8, 4 (сравниваем четвертый и пятый 8 и 4,видим, что 4 меньше 8,

сравниваем 4 и 6, 4 меньше 6, сравниваем 4 и 3, 3 меньше 4, значит 4 ста-

вим на третье место)

После

четвер- того

шага:

1, 3, 4, 6, 8

5. Закрепление нового учебного материала (25 мин.)

Студенты за своими рабочими местами описывают алгоритм, в виде блок-схемы. Один

студент решает на преподавательском компьютере, с использованием программы Mi-

crosoft Visio. Результаты показываются на экране. (Приложение №3). Реализация алгорит-

ма на языке С++ представлена в приложении №4.

6. Подведение итогов учебного занятия. (5 мин.)

Студенты записывают в карточку, что нового они узнали и чему научились. Задается до-

машнее задание. (Приложение №5)

7. Завершение учебного занятия, объявление оценок за работу на учебном занятии.

(5 мин.)

Дорогие студенты, наш план стал реальностью. Спасибо за вашу работу. Ваши отметки …

8. Рефлексия учебно-познавательной деятельности (5 мин.)

Студенты заполняют таблицу. Отвечая на вопросы в ней, им необходимо отметить одну из

колонок в качестве ответа. (Приложение 6)

Вопросы

да

нет

Не знаю

Вам понравилась тема урока?

Вам понравился урок?

Вы много работали?

Вам понравилось работать в паре?

Вы получили полезную информацию?

Вам нравится предмет ОАиП?

Пожелания:

Большое спасибо за вашу работу. А вот и звонок. Урок окончен. Увидимся на следующей

неделе.

Приложение № 1

Открытое учебное занятие

по учебной дисциплине «Основы алгоритмизации и программирование»

Преподаватель Н. Ю. Мельник

Тема: «Сортировка одномерного массива»

Количество часов – 2

Номер занятия по КТП – 32

Цели и задачи занятия:

1).

Обучающие цели:

1. Формирование у учащихся навыков составления алгоритмов сортировки массива;

2. Совершенствование навыков работы с массивом; (ввод, вывод, обработка массива);

2).

Развивающие цели:

1. Развитие представлений детей о программировании на языке С++;

2. Развитие внимания, памяти, мышления и речи;

3. Формирование приемов логического и алгоритмического мышления, развитие по-

знавательного интереса к предмету, развитие умения планировать свою деятельность.

3).

Воспитательные цели:

1. Повышение интереса к изучаемому материалу;

2. Воспитывать интерес к информатике, как к учебному предмету;

3. Пробуждение желания совершенствовать полученные знания;

Методы преподавания:

1. Информационно-сообщающий;

2. Объяснительно-иллюстративный;

3. Объяснительно-побуждающий.

Методы учения:

1. Репродуктивный;

2. Продуктивно-практический

3. Частично-поисковый.

Тип учебного занятия : повторение и закрепление ранее пройденного материала, а также

изучение нового материала.

Вид учебного занятия: практикум с использованием аутентичного текстового материала

по теме.

Оснащение: мультимедийный проектор, доска, экран, электронная презентация к учеб-

ному занятию, раздаточный текстовый материал.

Особенности группы: студенты II курса, группа КСиК-7-17.

Ход занятия:

1. Организационный момент – 5 мин.

2. Актуализация опорных знаний обучающихся – 10 мин.

3. Усвоения новых знаний и первичная проверка понимания нового учебного материала –

35 мин.

4. Закрепление нового учебного материала - 25 мин.

5. Подведение итогов учебного занятия. - 5 мин.

6. Завершение учебного занятия, объявление оценок за работу на учебном занятии. - 5 мин.

7. Рефлексия учебно-познавательной деятельности. – 5 мин.

Приложение № 2

Фамилия, имя

Кроссворд (правильный ответ – 1 балл)

По горизонтали:

1. Совокупность величин одного типа, обозначенная одним именем

4. Вид массива, элементы которого располагаются в строку или столбец.

6. Массив, состоящий из чисел

8. Упорядочивание элементов массива по возрастанию или убыванию.

По вертикали:

2. Характеристика, указывающая на количество элементов в массиве

3. Идентификатор, однозначно указывающий на тот или иной массив.

5. Обозначение, показывающее месторасположение элемента в массиве

7. Операция резервирования места в памяти компьютера для элементов массива

Критерии самооценки:

8 правильных ответов – 4

балла, оценка 5.

7-5 правильных ответов –

3 балла, оценка 4.

4 и менее 4-х верных от-

ветов – 2 балла, оценка 3.

Приложение № 3

Блок схема сортировки выбора:

Блок схема пузырьковой сортировки:

Блок схема сортировки вставками:

Приложение № 4

Реализация алгоритма сортировки выбора на С++.

void selectSort(T a[], long size) {

long i, j, k;

for( i=0; i < size; i++) { // i - номер текущего шага

k=i; x=a[i];

for( j=i+1; j < size; j++)// цикл выбора наименьшего элемента

if ( a[j] < x ) {

k=j; x=a[j]; } // k - индекс наименьшего элемента

a[k] = a[i]; a[i] = x; // меняем местами наименьший с a[i]

}

Реализация алгоритма пузырьковой сортировки на С++.

void bubbleSort(T* arr, int size){

for(int i = 0; i < size - 1; ++i) // i - номер прохода

{

for(int j = 0; j < size - 1; ++j) // внутренний цикл прохода

{

if (arr[j + 1] < arr[j])

{

tmp = arr[j + 1];

arr[j + 1] = arr[j];

arr[j] = tmp;

}

Реализация алгоритма сортировки вставками на С++.

void insertSort()

{

for (int i = 1, j; i < size; ++i) // цикл проходов, i - номер прохода

{

temp = a[i];

for (j = i ; j >= 0 && a[j-1] > temp; --j) // поиск места элемента в готовой последова-

тельности

a[j ] = a[j-1]; // сдвигаем элемент направо, пока не дошли

a[j] = temp; // место найдено, вставить элемент

}

Приложение № 5

Название сортировки:

Алгоритм сортиров-

ки:

Блок-схема сортировки:

Сортировка выбора

Просматривая массив с

первого элемента,

найти минимальный и

поменять его местами

с первым элементом.

Просматривая массив

со второго элемента,

найти минимальный и

поменять его местами

со вторым элементом.

Пузырьковая сортировка

В основе алгоритма

лежит обмен соседних

элементов массива.

Каждый элемент мас-

сива, начиная с первого,

сравнивается со следу-

ющим и если он больше

следующего, то эле-

менты меняются ме-

стами. Таким образом,

элементы с меньшим

значением продвигают-

ся к началу массива

(всплывают), а элемен-

ты с большим значени-

ем – к концу массива

(тонут).

Сортировка вставками

В начале сортировки

первый элемент масси-

ва считается отсор-

тированным, все

остальные — не от-

сортированные.

Начиная со второго

элемента массива и за-

канчивая последним,

алгоритм вставляет

неотсортированный

элемент массива в

нужную позицию в от-

сортированной части

массива.

На каждом шаге сор-

тировки сравнивается

текущий элемент со

всеми элементами в

отсортированной ча-

сти.

Приложение № 6

Фамилия, имя

Вопросы

да

нет

Не знаю

Вам понравилась тема урока?

Вам понравился урок ?

Вы много работали?

Вам понравилось работать в паре?

Вы получили полезную информацию?

Вам нравится предмет ОАиП?

Пожелания:

Литература и средства обучения

1. Стивен Прата. Язык программирования C++. Лекции и упражнения, 6-е издание —

[Текст]. М.: Вильямс, 2012. — 1248 с.

2. Роберт, С. Сикорд Безопасное программирование на C и C++ [ Текст ] / Роберт С.

Сикорд. - Москва: РГГУ, 2014. - 496 c.

3. Грег Перри, Дин Миллер. «Программирование на с++ для начинающих». [ Текст] /

Грег Перри. – М.: Эксмо, 2015.- 650 с.

4. Б. Страуструп Язык программирования С++. Специальное издание. Пер. с англ. —

М.: Издательство Бином, 2011 г. — 1136 с.

5. Элджер Дж. C++. Библиотека программиста: Пер. с англ. — СПб.: Питер, 2010. —

320 с.

Скачать материал

Методическая разработка "Основы алгоритмизации и программирование"

Информатика - еще материалы к урокам:

Предметы

Похожие материалы