Разработка и выполнение алгоритмов с ветвлением для исполнителя Пожарный

Хотя задание 51 помечено в учебнике как компьютерное, пункт a следует обсудить и выполнить в учебнике.

Задание 51а

Учитель излагает сюжет задания 51: ≪На план не нанесена сложность пожара. Её Пожарный узнаёт, только подлетев к пожару. Давайте выполним задание 51а — заполним пропуски в алгоритме, который поможет Пожарному потушить пожар П1≫. Учитель, обращаясь к ученикам:

— Что указывают параметры команды Л ЕТИ? (Ответ: адрес квадрата, в котором горит пожар.)

— Можно по рисунку определить, в каком квадрате горит пожар? (Ответ: да.)

— Как надо заполнить пропуски в команде Л ЕТИ? (Ответ: Л ЕТИ (2, 1).)

— Можно ли по рисунку определить сложность пожара? (Ответ: нет.)

— Какое число Пожарный запишет в переменную К? (Ответ: Пожарный запишет в переменную К значение свойства сложность пожара.)

— Мы не знаем, чему равно это свойство. Пожарный узнает его, только когда подлетит к пожару, и сможет записать его в переменную.

— Что показывает параметр команды ТУШИ? (Ответ: параметр команды ТУШИ показывает, сколько воды надо вылить на пожар.)

— Можем ли мы заполнить пропуски в этой команде?

 Если дети не могут дать ответ, учитель задаёт наводящие вопросы:

— Знаем ли мы число, которое показывает, сколько литров воды надо вылить на пожар П1?

— Можно ли вместо числа использовать переменную?

— Какая переменная хранит значение свойства сложность объекта П1?

Учитель должен подвести детей к пониманию, что в качестве параметра команды ТУШИ можно использовать переменную К, в которую Пожарный запишет значение свойства сложность пожара П1, когда подлетит к нему.

Покажем, как надо заполнить пропуски в алгоритме, и прокомментируем его команды:

Начало

набери воды

лети (2, 1)                           Пожарный летит к пожару П1.

K:= П1.Сложность       Пожарный узнаёт сложность пожара П1

                                        и запоминает её в переменной K.

Туши (K)                             Пожарный выливает на пожар П1 столько литров

                                        воды, сколько записано в переменной K.

Конец

Задание 51b

В задании требуется заполнить пропуски в алгоритме тушения пожара, который записан с помощью блок-схемы. В этой блок-схеме блок 2 посвящён пожару П1, а блоки с 3-го по 6-й — пожару П2.

В блоке 3 исполнитель летит к пожару П2 и узнаёт его сложность, а в блоке 4 — определяет, достаточно ли у него воды для тушения этого пожара. Если воды недостаточно, выполняет блок 5, в котором Пожарный отправляется к водоёму, набирает там воду и повторно летит к пожару П2. В блоке 6 Пожарный заливает пожар П2.

У детей может возникнуть вопрос, почему мы не проверяли, достаточно ли воды для тушения первого пожара. Чтобы ответить на этот вопрос, надо вспомнить, сколько воды окажется в баке после выполнения команды набери воды (800 литров), и какова сложность самого большого пожара (500 литров). После этого становится очевидно, что после того, как Пожарный налил в бак воду, воды достаточно для тушения первого пожара, каким бы большим он ни был.

На тушение второго пожара воды может быть достаточно (если сложность первого и второго пожара в сумме не больше 800) или недостаточно. Можно было бы на всякий случай, набрать воды перед тушением второго пожара, не выполняя проверки. Но на выполнение

Команды НАБЕРИ ВОДЫ требуется много времени, так как водоём далеко от горящего леса (об этом уже говорилось в задании 47). Поэтому без необходимости эту команду лучше не выполнять.

 Приведём ответ. (См. PDF).

Задание 51с

Заполненная таблица выглядит так:

 

Вариант	П1. Сложность	П2. Сложность	Выполненные блоки
1	200	100	1, 2, 3, 4, 6, 7
2	500	400	1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
3	300	500	1, 2, 3, 4, 6, 7
4	500	500	1, 2, 3, 4, 5 6, 7

 

Домашнее задание (задание 52)

Задание вводит в сюжет, который будет использован на следующем уроке.

Приведём вариант ответа.

Животные из Красной книги

1. Исчезающие виды

1.1. Амурский тигр

1.2. Восточно- сибирский леопард

1.3. Уссурийский пятнистый олень

2. Малочисленные виды

2.1. Амурский лесной кот

2.2. Гималайский медведь

2.3. Сахалинская кабарга

3. Малоизученные виды

3.1. Гигантская бурозубка

4. Восстанавливающиеся виды

4.1. Зубр

Другие варианты отличаются порядком элементов. В нашем примере элементы второго уровня упорядочены по алфавиту. (По заданию элементы первого уровня — названия категорий Красной книги России. В Красной книге (и, соответственно, в учебнике) названо 5 категорий. В приведённом списке 4 элемента первого уровня. Это связано с тем, что на рисунке задания нет животных, относящихся к 3-й категории. Не исключено, что кто-нибудь из детей напишет 5 элементов первого уровня, оставив 3-й элемент пустым(без элементов второго уровня); это было бы самым лучшим решением, но, если такого вопроса или предложения не возникнет, показывать подобное решение детям пока не стоит.)

 

 

Урок 31

Тема:

Метод последовательной детализации.

Цель урока: Познакомить с методом последовательной детализации для решения алгоритмических задач. Формировать умения формулировать точные и правильные ответы на вопросы.

Компьютерная программа: Пожарный.

Материал учебника: Теория на с. 57, 58, 59; задания 53, 54, 55, 56; рисунок задания 52.

Домашнее задание: Задание56.

План урока

1. Проверка домашнего задания (5 мин).

2. Беседа на тему: ≪Метод последовательной детализации ≫ (15 мин).

3. Подготовка к практической работе по разработке алгоритмов методом последовательной детализации (5 мин).

4. Практическая работа по разработке алгоритмов методом последовательной детализации (15 мин).

Ход урока

Проверка домашнего задания

В связи с напряжённым планом урока, представляется целесообразным заранее написать на доске ответ и спросить детей, чем их списки отличаются от списка на доске.

Учитель задаёт детям дополнительные вопросы:

— Жизнь каких животных вызывает особую тревогу? Каких животных надо особенно беречь? (Ответ: особенно надо беречь животных, которые отнесены к первой категории — исчезающие виды; это восточно-сибирский леопард, пятнистый олень и амурский тигр.)

— Каким животным благодаря заботе людей больше не угрожает вымирание? (Ответ: зубрам, они относятся к восстанавливающимся видам.)

После проверки домашнего задания список остаётся на доске: он поможет в беседе на новую тему.

Беседа на тему: ≪ Метод последовательной детализации ≫

Учебник у детей открыт на с. 57. Учитель излагает текст от начала с. 57 до описания этапа 1, затем задаёт детям вопросы:

— Посмотрите на рисунок. Каким животным угрожает опасность? (Ответ: опасность угрожает уссурийскому тигру, зубру и пятнистому оленю.)

— Какие из этих животных требуют нашей особой заботы и почему? (Ответ: нашей особой

Заботы требуют уссурийский тигр и пятнистый олень, так как они относятся к исчезающим видам.)

— Кого будем спасать в первую очередь, оленя или тигра? (Ответ: в первую очередь надо спасать тигра, так как он находится в большей опасности, потому что пожары горят со всех сторон от него.)

— Значит, в первую очередь потушим пожары вокруг тигра, потом рядом с оленем, затем рядом с зубром и, наконец, остальные пожары. Этот порядок действий записан в виде алгоритма ≪Спасение животных ≫.

— Прочтите первую команду алгоритма (один из учеников читает вслух: ≪Потушить пожары вокруг амурского тигра ≫).

— Исполнитель Пожарный понимает эту команду? (Ответ: нет.)

— Этот алгоритм называется укрупнённым. Д ля кого он составлен? (Ответ: этот алгоритм составлен для нас, чтобы нам было легче составить хороший алгоритм для Пожарного.)

Учитель излагает текст первого абзаца с. 58, затем обращается к детям:

— Итак, давайте уточним, в каком порядке будем тушить пожары вокруг тигра. Какой пожар потушим первым и почему? (Ответ: первым потушим пожар П5, потому что он самый большой.)

— Какой пожар будем тушить после П5? (Ответ: вторым потушим пожар П4, так как сложность пожаров П5 и П4 в сумме составляет 800, то есть вода из бака Пожарного используется полностью.)

— Остальные пожары вокруг тигра можно тушить в любом порядке. Прочтите, в каком порядке предлагается тушить эти пожары в учебнике  (один из учеников читает пункты 3, 4, 5 алгоритма второго этапа: тушить пожар П2, тушить пожар П3, тушить пожар П6).

— После тигра, мы собирались спасать оленя. Уточните, какой пожар надо потушить следующим. (Ответ: следующим надо потушить пожар П7.)

— Посмотрите на алгоритм, который был составлен на втором этапе. Сколько в нём команд? (Ответ: в этом алгоритме 9 команд.)

— Команд больше или меньше, чем пожаров? (Ответ: в алгоритме столько же команд, сколько пожаров на плане.)

— Алгоритм стал более подробным. Пожарный может выполнить этот алгоритм? (Ответ: Пожарный не может выполнить этот алгоритм, он не понимает таких команд.)

— Нам стало понятней в каком порядке надо тушить пожары? (Ответ: да.)

Если в процессе обсуждения порядка тушения пожаров дети предлагают другие варианты, учителю следует самому предложить вариант и объяснения, соответствующие варианту, изложенному в учебнике и методических рекомендациях.

Учитель:

— Давайте уточним алгоритм так, чтобы его мог исполнить Пожарный. Д ля этого в записи алгоритма будем использовать команды Пожарного. На доске будем записывать, сколько воды стало в баке Пожарного после выполнения каждой команды.

— Какие команды надо записать в алгоритм, чтобы Пожарный потушил пожар П5?

Дети называют первые три команды из алгоритма третьего этапа: набери воды, лети (4, 3), туши (500). После каждой команды учитель спрашивает детей, изменилось ли количество воды в баке и если изменилось, сколько воды в баке.

После того как дети назовут команду набери воды, учитель пишет на доске число 800, после команды туши (500) — число 300 (800 – 500 = 300).

Аналогичноразбираемкоманды4, 5, 6 алгоритматретьего этапа,стремясь,чтобыдетисамиопределилимомент,когданадозаписатькомандунабериводы. Учительпериодическипроситдетейобратитьсяк алгоритму,которыйбыл записанна второмэтапе:

— Какой пожар мы решили тушить после пожара П5? Если не помните, посмотрите в алгоритм, записанный на втором этапе.

Команды с 7-й по 21-ю подробно разбирать не надо.

Учитель:

— Алгоритм, который составлен на третьем этапе, ещё более подробный. Сколько в нём команд? (Ответ: в этом алгоритме 21 команда.)

— Пожарный может исполнить этот алгоритм? (Ответ: в алгоритм входят только те команды, которые понятны Пожарному; Пожарный может его исполнить.)

— Вспомните, как мы составляли этот алгоритм. Сначала мы со-ставили укрупнённый алгоритм. Потом мы постепенно уточняли, как выполнить каждую команду. На каждом этапе алгоритм становился более подробным, более детальным. Такой способ составления алгоритмов называется методом последовательной (постепенной) детализации.

Учитель или дети читают текст, помеченный знаком i на с. 59.

Если обсуждение алгоритма тушения пожаров прошло достаточно быстро, следует разобрать задачу с весами на с. 59 и вопросы к этой задаче. Если же обсуждение затянулось, переходим сразу к следующему этапу урока и выполняем задание 53.

Обсуждение задачи с весами организовано следующим образом.

Учитель просит детей рассмотреть рисунок с весами. Учитель:

— Теперь посмотрите на весы. Все лошадки на них одинаковые, и все куклы — тоже одинаковые. Мише нужно, чтобы Считайка определил массу игрушек. Д ля этого он в два этапа составил алгоритм.

— Как ты думаешь, что Миша решал на первом этапе? (Ответ: в каком порядке определять массу игрушек.)

— Что делал Миша на втором этапе? (Ответ: записывал команды Считайки.)

Подготовка к практической работе по разработке алгоритмов методом последовательной детализации

Задание 53

Дети рассматривают рисунок, на основе которого во время практической работы (задание 55) будет составлена в два этапа блок-схема алгоритма Пожарного, и записывают категории животных по Красной книге России. Они могут это делать самостоятельно (с проверкой результата),а могут под руководством учителя, например, так:

— Кто нарисован в нижней клетке слева? Посмотрите на рисунок задания 52. (Ответ: гигантская бурозубка.)

— Какая у неё категория в Красной книге России? (Ответ: 4.)

— Подпишите категорию.

— Назовите второе животное. Оно тоже есть в задании 52. (Ответ: восточно- сибирский леопард.)

— Его категория? (Ответ: 1.)

— Подпишите категорию.

Задание 54

В практической работе ответы пригодятся детям, которые доберутся до пункта b задания 55. Приведём их.

 Может ли бак Пожарного стать пустым:

·  После тушения одного пожара? (Ответ: нет, так как вместимость бака 800 литров, а наибольшая сложность пожара — 500.)

·  После тушения двух пожаров? (Ответ: да, если их суммарная сложность 800: сложность одного пожара 500, а другого — 300, либо сложность каждого пожара 400.)