Разработка "Этапы решения задач на компьютере"

Автор: Гузаева Мария Юрьевна

Место работы: МОУ СОШ № 56 УИМ г. Магнитогорска

Должность: учитель информатики

Тема:

Этапы решения задач на компьютере

Цели:

1) образовательные

• Повторить пройденный материал по теме: «Определение и свойства алгоритма»;

• Изучить этапы решения задач;

• Помочь учащимся усвоить виды алгоритмов и базовые алгоритмические структуры;

• На примере конкретных задач рассмотреть изученный материал.

2) воспитательные

• Воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, дисциплинированности;

3) развивающие

• Развитие внимания, памяти и алгоритмического мышления;

• Развитие познавательного интереса.

Тип занятия

комбинированный

Методы обучения

1. Объяснительно - иллюстративный

2. Лекция

3. Фронтальный опрос

4. Самостоятельная работа

Оборудование урока: проектор для показа презентации, ноутбук, классная доска

План проведения занятия:

1. Проверка домашнего задания (домашние задачи на школьном алгоритмическом языке);

2. Объяснение новой темы: «Этапы решения задач на компьютере»

2.1) План урока по этапам решения задач на компьютере

2.2) Исследование предметной области

2.3) Построение математической модели

2.4) Составление алгоритма

2.4.1) виды алгоритмов

2.4.2) блок-схема

2.4.3) базовые алгоритмические структуры

2.5) Составление программы

2.6) Отладка и тестирование программы на компьютере

2.7) Анализ результатов

2.8) Корректировка

3. Решение задач (решение задач прилагается в приложении №1);

4. Подвести итоги урока;

5. Дать домашнее задание (домашние задачи в приложении №2).

Ход занятия

1. Проверка домашнего задания

Есть ли вопросы по домашнему заданию?

Если нет, то приступим к проверке.

Вызвать трех человек к доске с решением задач.

2. Объяснение новой темы: «Этапы решения задач на компьютере»

2.1) План урока по этапам решения задач на компьютере

Человек использует компьютер для решения самых разнообразных информационных задач: работа с текстами, создание графических изображений, получение справки из базы данных, табличные расчеты, решение математических задач, расчет технических конструкций и многое другое.

Обсудим технологию решения прикладной задачи на компьютере.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ НА КОМПЬЮТЕРЕ - это процесс автоматического преобразования исходных данных в искомый результат в соответствии с заданным алгоритмом.

Итак, перечислим этапы решения задачи на компьютере и остановимся подробнее на каждом из них:

1. Исследование предметной области

2. Построение математической модели

3. Составление алгоритма

4. Составление программы

5. Отладка и тестирование программы на компьютере

6. Анализ результатов

7. Корректировка

2.2) Исследование предметной области

Предметная область - определенная часть реального мира, информацию о которой мы собираем и используем.

Здесь:

• Определяется, к какой предметной области относится задача (например, к области физики, математики и т.д.)

• Происходит четкое и полное описание условий задачи (формулировка задачи)

• Проверяется понятность задачи

• Проверка полноты исходных данных

2.3) Построение математической модели

Математическая модель – это описание реальности с помощью математических понятий, формул, неравенств и т.д.

На этапе построения математической модели нужно опередить:

а) ограничения и допущения;

б) что дано – перечисление исходных данных;
в) результат – что найти;
г) как найти – математические соотношения, которые связывают исходные данные с результатами.

2.4) Составление алгоритма

Для начала вспомним, что такое алгоритм и какими свойствами он обладает. Вопросы:

1) Дайте несколько определений алгоритма; почему нет одного общего определения алгоритма для всех наук? (ответ: у каждой науки свои особенности в определении алгоритма);

2) Перечислите свойства алгоритма;

3) Какими свойствами еще обладает алгоритм? (Ответ: результативность и массовость).

2.4.1) виды алгоритмов

Выделяют следующие виды алгоритмов:

• вербальный, когда алгоритм описывается на человеческом языке;

• символьный, когда алгоритм описывается с помощью набора символов;

• графический, когда алгоритм описывается с помощью набора графических изображений.

Общепринятыми способами записи являются графическая запись с помощью блок-схем и символьная запись с помощью школьного алгоритмического языка.

Запишем «шапку» алгоритма на ШАЯ:

Алгоритм <Имя> (раздел описаний)

Аргументы: <что дано>

Результат: <что найти>

Начало

<Команды>

Конец.

2.4.2) блок-схема

Описание алгоритма с помощью блок схем осуществляется рисованием последовательности геометрических фигур, каждая из которых подразумевает выполнение определенного действия алгоритма. Порядок выполнения действий указывается стрелками.

Итак, блок-схема – графический вид алгоритма, в котором каждый шаг представлен в виде геометрической фигуры.

Начало или конец алгоритма

Ввод данных

Блок присвоения

Вывод данных (результатов)

Условный блок (проверка условия)

Циклический блок

Подпрограмма (обращение к вспомогательному алгоритму)

2.4.3) базовые алгоритмические структуры

В зависимости от последовательности выполнения действий в алгоритме выделяют алгоритмы линейной, разветвленной и циклической структуры.

Мы с Вами пока рассмотрим только линейную структуру.

В алгоритмах линейной структуры действия выполняются последовательно одно за другим:

2.5) Составление программы

После успешного построения блок-схемы выбираем язык программирования и переводим ее на выбранный язык программирования. Для нас с вами это Pascal.

2.6) Отладка и тестирование программы на компьютере

На этом этапе происходят испытания работы программы и исправления обнаруженных ошибок.

Проверка на компьютере правильности работы программы проходит с помощью тестов. Тест – это исходные данные, для которых известен ожидаемый от программы результат.

2.7) Анализ результатов

После тестирования и отладки, программист анализирует полученные результаты и делает вывод о корректировке программы.

2.8) Корректировка

Если корректировка требуется, то программист может возвратиться на любой из этапов.

Если каким-либо образом изменяются исходные данные или искомый результат, то для решения задачи следует начать все с начала (с этапа исследования предметной области).

3. Решение задач

Задача 1

Расписать этапы решения примера: у=(b²-ас):(а+с).

Задача 2

Зная длины трех сторон треугольника, вычислить площадь и периметр треугольника.

Задача 3

Заданы длины двух катетов в прямоугольном треугольнике. Найти длину гипотенузы, площадь треугольника и величину его углов.

4. Подвести итоги урока

Итак, вы сегодня узнали, какие существуют этапы для решения задачи на компьютере.

Перечислите 7 этапов.

Что происходит на каждом из них?

5. Дать домашнее задание

Домашним заданием будет 1 задача, ее решают все.

Еще одну задачу я даю дополнительно, правильно решив которую, вы можете получить хорошую оценку. С этим заданием справятся не все, поэтому попробуйте самостоятельно решить эту задачу.

Учитель

Методист

Приложение №2

Задача 1

Известны плотность и геометрические размеры цилиндрического слитка, полученного в металлургической лаборатории. Найти объем, массу и площадь основания слитка.

Задача 2

Разведывательный дозор в составе двух человек подошел к реке. Мост был разрушен, а река слишком глубока и широка, чтобы переправиться через нее вброд или вплавь. К счастью, около берега в маленькой лодке проплывали два мальчика.

Как переправиться на этой лодке через реку, если она может выдержать либо одного взрослого, либо двух мальчиков?

Пример 3

у=(b²-ас):(а+с).

ПРИМЕР 4

.Зная длины трех сторон треугольника, вычислить площадь и периметр треугольника.

Пусть a, b, c - длины сторон треугольника. Необходимо найти S - площадь треугольника, P - периметр.

Входные данные: a, b, c.
Выходные данные: S, P.

Блок-схема алгоритма представлена на рис. 1.7.

Внимание!!! В этих блоках знак "=" означает не математическое равенство, а операцию присваивания. Переменной, стоящей слева от оператора, присваивается значение, указанное справа. Причем это значение может быть уже определено или его необходимо вычислить с помощью выражения. Например, операция r = (a+b+c)/2 - имеет смысл (переменной r присвоить значение r=(a+b+c)/2), а выражение (a+b+c)/2=r - бессмыслица.

ПРИМЕР 5

Известны плотность и геометрические размеры цилиндрического слитка, полученного в металлургической лаборатории. Найти объем, массу и площадь основания слитка.

Входные данные: R - радиус основания цилиндра, h - высота цилиндра, ρ- плотность материала слитка.
Выходные данные: m - масса слитка, V - объем, S - площадь основания.

Блок-схема представлена на рис. 1.8.

ПРИМЕР 6

Заданы длины двух катетов в прямоугольном треугольнике. Найти длину гипотенузы, площадь треугольника и величину его углов.

Входные данные: a, b - длины катетов.
Выходные данные: с - длина гипотенузы, S - площадь треугольника, α, β - углы.

Блок-схема представлена на рис.1.9.