Тема урока: Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы

1 слайд

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение «Новоаганская общеобразовательная средняя школа №1»
© Коротаева Н.Е.
учитель информатики и ИКТ
МБОУ «Новоаганская ОСШ №1»

2 слайд

Урок информатики
Структуры данных: деревья, сети, графы, таблицы





10 класс

3 слайд

Оборудование для учащихся:
компьютер, программа тестирования MyTestXPro, рабочие тетради, учебник для 10-11 класса, карточки с дидактическим материалом
Оборудование для педагога:
компьютер с мультимедийным проектором

4 слайд

Тип урока: комбинированный

Вид урока: лекция, беседа, самостоятельная работа с учебником

Форма урока:
классно-урочная форма обучения, фронтальный опрос, индивидуальная работа на компьютерах, коллективная форма организации работы

5 слайд

ТРИЕДИНАЯ ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЦЕЛЬ
Образовательная:
ввести классификацию структур информационных моделей;
сформировать понятия «граф», «деревья», «сети», «таблицы»;
ознакомить обучающихся с граф-моделями и табличными моделями систем, сформировать умение строить такие модели, использовать их для решения практических задач.
Развивающая:
развивать умение оценивать свою учебную деятельность и деятельность своего партнера;
развивать умения выделять главное, сравнивать, анализировать, обобщать.
Воспитательная:
стимулировать интерес обучающихся к информационным технологиям;
пробудить интерес к самостоятельному решению задач.

6 слайд

ОБУЧАЮЩИЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ УЧАЩИХСЯ
Знать:
понятия «граф», «дерево», «сеть», «таблица»;
структуры информационных моделей;
структуру и типы таблиц.
Уметь:
ориентироваться в граф-моделях;
строить граф-модели (деревья, сети, таблицы) по вербальному описанию системы;
строить различные по типу таблицы.

7 слайд

ЭТАПЫ УРОКА
Организационный момент – 1 минута.
Проверка домашнего задания – 5 минут.
Мотивация и целеполагание – 3 минуты.
Изучение нового материала – 12 минут.
Первичная проверка понимания знаний – 4 минуты.
Физминутка для глаз – 1 минута.
Закрепление нового материала – 10 минут.
Рефлексия урока – 2 минуты.
Подведение итогов – 1 минуты.
Задание на дом – 1 минута.

8 слайд

I. Организационный момент
Цель: проверить готовность обучающихся к уроку.

Взаимное приветствие.
Проверка готовности к уроку.
Организация внимания.
Познакомить с критериями оценивания работу на уроке.

Приложение 4 Итоги урока

9 слайд

II. Актуализация знаний
ЦЕЛЬ:
повторить базовые понятия изучаемой темы


Учитель выявляет затруднения (ошибки), возникшие при сдаче теста, оказывает помощь.
Выполнение теста позволяет проверить знания учащихся, полученные на прошлом уроке, подвести к постановке целей и задач на текущий урок.

Тест. Приложение 1.

10 слайд

Обобщение материала при ответе на следующие вопросы:
Что такое модель?
Назовите виды моделей.
3. Приведите примеры материальных моделей, не упомянутые в параграфе.
4. Назовите типы информационных моделей.

11 слайд

Ответьте на следующие вопросы:
Что такое модель?
Модель - это объект, который используется в качестве «заместителя», представителя другого объекта (оригинала) с определённой целью.
Назовите виды моделей.
Виды моделей: натурные и информационные
3. Приведите примеры материальных моделей, не упомянутые в параграфе.
Муляж яблока, глобус, манекен.
4. Назовите типы информационных моделей.
Типы информационных моделей: вербальные, графические, табличные, математические.

12 слайд

Что такое информационная модель?
Можно ли карту города назвать информационной моделью? Поясните.
Что такое компьютерная информационная модель?

13 слайд

Что такое информационная модель?
Информационная модель – это описание в той или иной форме объекта моделирования.
Можно ли карту города назвать информационной моделью?
Можно.
Что такое компьютерная информационная модель?
Компьютерная информационная модель – информационные модели, реализованные на компьютере.

14 слайд

III. Мотивация и целеполагание
Цель:
подготовить учащихся к самостоятельному формулированию целей и задач урока;
актуализировать и закрепить опорные знания учащихся, необходимые для создания информационных моделей на основе системного анализа.

Реализация цели осуществляется через составление графа, который через системный анализ объекта моделирования подготавливает обучающихся к самостоятельному определению и формулированию целей и задач урока.

15 слайд

Целеполагание
В разговорной речи мы часто используем словесное (вербальное) представление информации. Например, словестное описание некоторой местности: «Наш район состоит из пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкино и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между поселков: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино». По такому описанию довольно трудно представить себе эту местность, нелегко и запомнить описание. А представьте себе, что поселков не 5, а 25! Как представить данную информацию, чтобы она стала понятной всем? Это словесное описание – словесная модель. Всё гораздо понятнее становится из схемы (на ней поселки обозначены первыми буквами своих названий).

16 слайд

Д
К
Р
М
Б
Район состоит их пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкино и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино.

17 слайд

Сформулировать цели и задачи урока вы сможете сами. Закончите предложение, используя опорные фразы:
Познакомлюсь с …
Узнаю о ...
Смогу поразмышлять …
Приобрету знания...
Задумаюсь о …
Смогу проявить …
Буду уметь...

18 слайд

Изучение нового материала
ЦЕЛЬ:
ввести понятия «структура данных», «граф», «сеть», «дерево» «таблица»;
сформировать навыки построения графов, деревьев, по вербальному описанию системы;
строить различные по типу таблицы.

Реализация целей этапа осуществляется через показ мультимедийной презентации, сопровождающейся комментариями учителя.

19 слайд

СТРУКТУРЫ ДАННЫХ
ГРАФЫ
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ
ТАБЛИЦЫ
Данные, на которых базируется информационная модель, представляют собой систему со всеми характерными признаками – элементным составом, структурой, назначением. Такие структурированные системы данных называют структурами данных.

20 слайд

ГРАФЫ

Неориентированные (симметричная связь) Каждое ребро обозначает наличие связи между двумя вершинами.
Связь действует одинаково в обе стороны.

Ориентированные (несимметричная связь)
Вершины связывают дуги – направленные линии.
ГРАФ – это средство для наглядного представления состава и структуры системы.
ГРАФ

21 слайд

Сеть – граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим».
Ребро графа
Для сетей характерно наличие замкнутых путей – циклов.
Вершина
графа
Вершины графа – это компоненты системы, изображаемые кругами, овалами, прямоугольниками и пр.
Ребро графа – это ненаправленная линия, связывающая компоненты между собой определенным образом.

22 слайд

Ориентированный граф или несимметричная связь
I
II
IV
III
Пример:
Известно, что существуют четыре группы крови человека. При переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы.
На схеме показаны возможные варианты переливания крови
Дуги
Петля
Петля – линия, выходящая и входящая в одну и ту же вершину. Направленные линии называют дугами (в отличии от ребер неориентированных графов).

23 слайд

Пример:
Район состоит их пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкино и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино.
Это словесное описание – словесная модель. По ней можно построить следующую схему – граф.
Д
К
Р
М
Б
Неориентированный граф или симметричная связь

24 слайд

Иерархические структуры - деревья
Дерево – это граф, предназначенный для отображения вложенности, подчиненности, наследования между объектами. Между любыми двумя его вершинами существует единственный путь. Деревья не содержат циклов и петель.
Корень (единственная вершина 1-го уровня)
Вершины 2-го уровня (Ветви)
Вершины 3-го уровня (Листья)

25 слайд

Российская Федерация
Административная структура Российской Федерации
Центральный округ
Приволжский округ
Уральский округ
Северо-Западный округ
Курганская обл.
Тюменская обл.
ХМАО-Югра
ЯНАО
Сургут
Радужный
Нижневартовск
Примеры иерархических структур - деревьев

26 слайд

Владимир
Рюрик
Игорь
Святослав
Олег
Ярополк
Мстислав
Тмутараканский
Глеб
Ярослав
Борис
Святополк
Изяслав
Полоцкий
Династия Рюриковичей
Примеры иерархических структур - деревьев

27 слайд

ТАБЛИЦЫ
Каждая строка относится к конкретному объекту
Таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами
Таблица – универсальное средство представления информации. В таблице может содержаться информация о различных свойствах объектов, об объектах одного класса и разных классов, об отдельных объектах и группах объектов.
Двоичные матрицы отражают качественную связь между объектами: есть связь или нет связи

28 слайд

Пример таблицы «объект-свойство»
Таблица 1. Административная структура Российской Федерации

Объект – город
Свойства – принадлежность к соответствующим административно-географическим зонам (Регион, Округ).

Таблица 1 – возможное представление иерархической структуры, изображенной на слайде

Таблица ОС – это таблица, в которой рассматриваются объекты, принадлежащие одному классу.

29 слайд

Пример таблицы «объект-объект»
Таблица 2. Успеваемость
Таблица ОО – это таблица, которая описывает пары объектов и только одно свойство.
В такой таблице строки и столбцы могут поменяться местами:
в строках – информация о предметах, в столбцах – об учениках.

30 слайд

Двоичная матрица называется матрицей смежности: единицы стоят на пересечении строк и столбцов с названием смежных (соединенных дорог) поселков.
Пример таблицы «двоичная матрица» (матрица смежности)
Таблица 3 представляет собой двоичную матрицу, соответствующую структуре сети на слайде
Таблица 3. Дорожная сеть

31 слайд

Таблица 4. Переливание крови
Пример таблицы «двоичная матрица»
У матрицы, отражающей ориентированный граф, симметричности не будет.
Таблица 4 представляет собой матрицу смежности, соответствующую структуре ориентированного графа, изображенного на слайде

32 слайд

Первичная проверка понимания знаний
Цель:
установить правильность и осознанность усвоения нового учебного материала;
выявить пробелы и произвести своевременную коррекцию знаний.

Реализация цели осуществляется через заполнение итоговой таблицы и разгадывание кроссворда.

33 слайд

Подведем итоги
Система основных понятий
Кроссворд Приложение 2

34 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
ш
р
е
в
н
а
с
т
ь
м
д
е
л
ь
г
р
ф
у
д
а
к
р
е
н
ь
т
с
и
л
я
л
т
е
п
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
КРОССВОРД

35 слайд

Физминутка для глаз «Крошка Енот»
Галкина И.А. учитель «Водоватовская СОШ» Арзамасского района, Нижегородской области

36 слайд

37 слайд

Закрепление нового материала








Цель: обеспечение усвоения новых знаний и способов действий на уровне применения в измененной ситуации.

Реализация цели на данном этапе работы осуществляется через использование вариативных заданий, предоставление обучающемуся возможности выбора при их выполнении, использование наиболее значимых для него способов проработки учебного материала. Дифференцированный подход позволяет обучающимся первой группы выполнять задание на репродуктивном уровне, вторая группа работает на конструктивном уровне, третья группа – на творческом уровне.

38 слайд

Составление информационной модели подготавливает обучающихся к использованию приобретенных знаний и умений в практической деятельности и повседневной жизни.


Решение задач из учебника

№ 1. (стр. 79 учебника, задание 5)
№ 2. (стр.79 учебника, задание 6)
№ 3 (стр.79 учебника, задание 10). Дополнительное задание творческого уровня

Работа выполняется на выбор учащегося в текстовом редакторе MS Word, либо в тетради.
Приложение 3 Задание.

39 слайд

VIII. Рефлексия

Продолжите фразу:
Сегодня я узнал…
Я приобрел…
У меня получилось …
Я смог…
Меня удивило…
Урок дал мне для жизни…
Мне захотелось…
Было интересно…
Было трудно…
Я выполнял задания…
Самым сложным при выполнении задания для меня было…
Самым неожиданным при выполнении задания для меня было…
Самым интересным при выполнении задания для меня было…
Цель: выявление уровня осознания содержания пройденного материала

40 слайд

IX. Подведение итогов
учебного занятия
Цель: оценить работу каждого обучающегося с обязательным указанием положительных моментов; выставить отметки за работу на уроке
Приложение 4 Итоги урока

41 слайд

X. Домашнее задание
Цель: дать полную информацию о домашнем задании; прокомментировать предложенные на выбор задания


Учебник. § 14, стр. 79 - ответить на вопросы 1-5, 8, 9,12-14 (устно), 17 (письменно в тетради или на компьютере)

42 слайд

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
Самоанализ урока

1 слайд

е
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По горизонтали:
1. Граф, в котором вершины связаны между собой по принципу «многие ко многим».

2 слайд

е
с
т
ь
е
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По горизонтали:
2. Направленная линия (стрелка), связывающая компоненты графа между собой определенным образом.

3 слайд

е
с
т
ь
г
у
д
а
е
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По горизонтали:
3. Граф, предназначенный для отображения вложенности, подчиненности, наследования и п.т. между объектами

4 слайд

е
с
т
ь
г
у
д
а
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По горизонтали:
4. Модель, отображающая знания человека об объекте моделирования. Описание в той или иной форме объекта моделирования.

5 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
е
с
т
ь
г
у
д
а
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По горизонтали:
5. Вершины дерева, которые не имеют порожденных вершин следующего уровня.

6 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
е
с
т
ь
г
у
д
а
ь
т
с
и
л
я
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По вертикали:
6. Компонент системы (графа), изображаемый кругами, овалами, прямоугольниками и пр.

7 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
ш
р
е
в
н
а
с
т
ь
г
у
д
а
ь
т
с
и
л
я
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По вертикали:
7. Объект – заменитель реального объекта

8 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
ш
р
е
в
н
а
с
т
ь
м
д
е
л
ь
г
у
д
а
ь
т
с
и
л
я
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По вертикали:
8. Средство для наглядного представления состава и структуры системы.

9 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
ш
р
е
в
н
а
с
т
ь
м
д
е
л
ь
г
р
ф
у
д
а
ь
т
с
и
л
я
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По вертикали:
9. Главная вершина, вершина верхнего уровня в иерархической структуре.

10 слайд

и
н
ф
о
р
м
а
ц
и
о
н
н
а
я
ш
р
е
в
н
а
с
т
ь
м
д
е
л
ь
г
р
ф
у
д
а
к
р
е
н
ь
т
с
и
л
я
е
р
е
е
д
в
о
1
6
7
2
3
10
9
8
4
5
По вертикали:
10. Линия, выходящая и входящая в одну и ту же вершину графа.

11 слайд

За каждый правильный ответ - 0,5 балла
Критерии оценивания кроссворда