Autor: Maurycy Gast
Przedmiot: Informatyka
Temat: Algorytmika
Grupa docelowa:
Szkoła podstawowa, szkoła ponadpodstawowa, liceum ogólnokształcące, technikum, zakres podstawowy
Podstawa programowa:
Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera oraz innych urządzeń cyfrowych: układanie i programowanie algorytmów, organizowanie, wyszukiwanie i udostępnianie informacji, posługiwanie się aplikacjami komputerowymi.
Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów na bazie logicznego i abstrakcyjnego myślenia, myślenia algorytmicznego i sposobów reprezentowania informacji.
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów.
Zakres podstawowy. Uczeń:
1) planuje kolejne kroki rozwiązywania problemu, z uwzględnieniem podstawowych etapów myślenia komputacyjnego (określenie problemu, definicja modeli i pojęć, znalezienie rozwiązania, zaprogramowanie i testowanie rozwiązania).
4) porównuje działanie różnych algorytmów dla wybranego problemu, analizuje algorytmy na podstawie ich gotowych implementacji;
5) sprawdza poprawność działania algorytmów dla przykładowych danych.
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
Klasy IV‑VI
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń:
2) formułuje i zapisuje w postaci algorytmów polecenia składające się na:
a) rozwiązanie problemów z życia codziennego i z różnych przedmiotów, np. liczenie średniej, pisemne wykonanie działań arytmetycznych, takich jak dodawanie i odejmowanie,
b) osiągnięcie postawionego celu, w tym znalezienie elementu w zbiorze nieuporządkowanym lub uporządkowanym, znalezienie elementu najmniejszego i największego,
3) w algorytmicznym rozwiązywaniu problemu wyróżnia podstawowe kroki: określenie problemu i celu do osiągnięcia, analiza sytuacji problemowej, opracowanie rozwiązania, sprawdzenie rozwiązania problemu dla przykładowych danych, zapisanie rozwiązania w postaci schematu lub programu.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń:
1) projektuje, tworzy i zapisuje w wizualnym języku programowania:
a) pomysły historyjek i rozwiązania problemów, w tym proste algorytmy z wykorzystaniem poleceń sekwencyjnych, warunkowych i iteracyjnych oraz zdarzeń,
2) testuje na komputerze swoje programy pod względem zgodności z przyjętymi założeniami i ewentualnie je poprawia, objaśnia przebieg działania programów;
Klasy VII i VIII
I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń:
1) formułuje problem w postaci specyfikacji (czyli opisuje dane i wyniki) i wyróżnia kroki w algorytmicznym rozwiązywaniu problemów. Stosuje różne sposoby przedstawiania algorytmów, w tym w języku naturalnym, w postaci schematów blokowych, listy kroków;
2) stosuje przy rozwiązywaniu problemów podstawowe algorytmy:
a) na liczbach naturalnych: bada podzielność liczb, wyodrębnia cyfry danej liczby, przedstawia działanie algorytmu Euklidesa w obu wersjach iteracyjnych (z odejmowaniem i z resztą z dzielenia),
b) wyszukiwania i porządkowania: wyszukuje element w zbiorze uporządkowanym i nieuporządkowanym oraz porządkuje elementy w zbiorze metodą przez proste wybieranie i zliczanie;
3) przedstawia sposoby reprezentowania w komputerze wartości logicznych, liczb naturalnych (system binarny), znaków (kody ASCII) i tekstów;
4) rozwija znajomość algorytmów i wykonuje eksperymenty z algorytmami, korzystając z pomocy dydaktycznych lub dostępnego oprogramowania do demonstracji działania algorytmów;
5) prezentuje przykłady zastosowań informatyki w innych dziedzinach, w zakresie pojęć, obiektów oraz algorytmów.
II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń:
1) projektuje, tworzy i testuje programy w procesie rozwiązywania problemów. W programach stosuje: instrukcje wejścia/wyjścia, wyrażenia arytmetyczne i logiczne, instrukcje warunkowe, instrukcje iteracyjne, funkcje oraz zmienne i tablice. W szczególności programuje algorytmy z działu I pkt 2;
Kształtowane kompetencje kluczowe:
kompetencje cyfrowe;
kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się;
kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii.
Cele operacyjne (językiem ucznia):
Prześledzisz przykładowy algorytm.
Przeanalizujesz definicję algorytmu i algorytmiki.
Powtórzysz wiadomości na temat budowy algorytmu.
Zapiszesz algorytm, używając schematu blokowego.
Strategie nauczania:
konstruktywizm;
konektywizm.
Metody i techniki nauczania:
Formy pracy:
Środki dydaktyczne:
komputery z głośnikami, słuchawkami i dostępem do internetu;
zasoby multimedialne zawarte w e‑materiale;
tablica interaktywna/tablica, pisak/kreda.
Przebieg lekcji
Przed lekcją:
Nauczyciel prosi uczniów o powtórzenie informacji na temat algorytmiki.
Faza wstępna:
Nauczyciel inicjuje dyskusję na temat tego, jak można zdefiniować algorytm. Uczniowie proponują swoje definicje.
Nauczyciel wyświetla uczniom temat, wskazuje cele zajęć oraz ustala z uczestnikami zajęć kryteria sukcesu.
Faza realizacyjna:
Praca z tekstem. Uczniowie przystępują do cichego czytania tekstu e‑materiału. Indywidualnie zapoznają się z treścią w sekcji „Przeczytaj”.
Chętny lub wybrany uczeń przestawia swoje rozwiązanie zadania z sekcji „Przeczytaj”. Zadaniem uczniów było napisanie algorytmu w postaci listy kroków rozwiązującego problem obliczania pola trapezu.
Praca z multimedium. Nauczyciel wyświetla zawartość sekcji „Audiobook”. Uczniowie wspólnie zapoznają się z treścią zawartego w niej multimedium.
Uczniowie wykonują ćwiczenia z sekcji „Sprawdź się”.
Faza podsumowująca:
Metodą burzy mózgów uczniowie przygotowują notatkę podsumowującą najważniejsze informacje.
Praca domowa:
Uczniowie zastanawiają się, jakie algorytmy wykonują w życiu codziennym. Kilka z nich zapisują jako listę ponumerowanych kroków.
Wskazówki metodyczne:
E‑materiał można wykorzystać jako powtórzenie wiadomości po szkole podstawowej.
Audiobook może stanowić zaproszenie do dyskusji na temat tego, z jakimi algorytmami mamy do czynienia w życiu codziennym. Nauczyciel może naprowadzić klasę, wspominając o reklamach czy serwisach muzycznych, które proponują użytkownikowi muzykę na podstawie tego, co już przesłuchał.