Урок 29. Исполнитель Чертёжник. Пример алгоритма управления Чертёжником

Урок 29. Исполнитель Чертёжник. Пример алгоритма управления Чертёжником

Планируемые образовательные результаты:

·         предметные – умения разработки алгоритмов для управления исполнителем;

·         метапредметные – умения самостоятельно планировать пути достижения целей; соотносить свои действия с планируемыми результатами, осуществлять контроль своей деятельности, определять способы действий в рамках предложенных условий, корректировать свои действия в соответствии с изменяющейся ситуацией; оценивать правильность выполнения учебной задачи;
опыт принятия решений и управления исполнителями с помощью составленных
для них алгоритмов;

·         личностные – способность увязать учебное содержание с собственным жизненным опытом, понять значение развитого алгоритмического мышления для современного человека.

Решаемые учебные задачи:

1)      развить представления учащихся об исполнителях;

2)      дать представление об алгоритме как модели деятельности исполнителя;

3)      познакомить с исполнителем Чертёжник (среда, круг решаемых задач, СКИ, режимы работы, отказы).

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

·         алгоритм;

·         исполнитель;

·         формальный исполнитель;

·         круг решаемых исполнителем задач;

·         среда исполнителя;

·         система команд исполнителя;

·         система отказов исполнителя;

·         режимы работы исполнителя (непосредственный, программный);

·         управление;

·         относительное смещение;

·         абсолютное смещение.

Используемые на уроке средства ИКТ:

персональный компьютер (ПК) учителя, мультимедийный проектор, экран, ПК учащихся.

Электронное приложение к учебнику:

1)      презентация «Управление исполнителем Чертёжник»;

2)      плакат «Исполнитель».

Свободное программное обеспечение:

1)      исполнитель Чертёжник в системе КуМир (http://www.niisi.ru/kumir/)

Особенности изложения содержания темы урока.

1)      визуальная проверка заданий в рабочей тетради; обсуждение заданий, вызвавших затруднение;

2)      фронтальный опрос

·         Что такое алгоритм?

·         Какие алгоритмы называют линейными?

·         Какая форма организации действий называется ветвлением?

·         Какие алгоритмы называются циклическими?

·         Что вы знаете об исполнителях?

·         Чем характеризуется формальный исполнитель?

3)      изложение теоретического материала.

Теоретический материал урока сопровождается демонстрацией презентации «Управление исполнителем Чертёжник». Материал излагается в форме беседы при активном участии шестиклассников, так как определенные знания в области алгоритмизации и некоторый жизненный опыт они уже имеют. При объяснении материала учитель по ходу урока задает вопросы, включенные в текст параграфа, презентацию.

Изложение нового материала.

1.      Знакомимся с Чертёжником.

Исполнитель Чертёжник предназначен для построения рисунков на координатной плоскости.

При задании точек этой координатной плоскости, в отличие от того, как это принято в математике, координаты х и у разделяются запятой. Например, координаты точки, отмеченной на координатной плоскости Чертёжника будут записаны так: (1, 1). СЛАЙД 3

Чертёжник имеет перо, которое можно поднимать, опускать, перемещать. При перемещении опущенного пера за ним остается след – отрезок от предыдущего положения пера до нового. При перемещении поднятого пера никакого следа не остается. В начальном положении перо Чертежника всегда поднято и находится в токе (0, 0). СЛАЙД 4.

По команде поднять перо Чертежник поднимает перо. Если перо уже было поднято, Чертежник будет игнорировать эту команду: он не меняет положение пера и не сообщает об отказе. Иначе, каким бы не было положение пера до команды поднять перо, после нее перо будет поднято. Точно также, независимо от положения «до», после выполнения команды опустить перо оно окажется опущенным, т. е., Чертежник готов к рисованию.

Рисунки Чертежник выполняет с помощью команд сместиться в точку и сместиться на вектор.

По команде сместиться в точку (a, b) Чертежник сдвигается в точку с координатами (a, b). Команду сместиться в точку называют командой абсолютного смещения. Обучающиеся записывают определение, выполняют задание на слайде 6.

Пусть перо Чертежника находится в точке с координатами (х, у). По команде сместиться на вектор (a, b) Чертежник отсчитывает а единиц вправо вдоль горизонтальной оси (оси абсцисс), b единиц вверх вдоль вертикальной оси (оси ординат) и сдвигает перо в точку с координатами (x + a; y + b). Таким образом, координаты, указанные в команде, отсчитываются не от начала координат, а относительно текущего положения пера Чертежника. Поэтому команду сместиться на вектор называют командой относительного смещения. Обучающиеся записывают определение, выполняют задание на слайде 7.

В математике направленные отрезки называют векторами, отсюда и происходит название команды.

Чертежник может исполнять только правильно записанные команды. Например, если вместо команды сместиться на вектор написать сдвинь на вектор, то Чертежник эту запись не поймет и сразу же сообщит об ошибке. Ошибки в записи команды называются синтаксическими.

Алгоритм может содержать логические ошибки. Например, все команды могут быть записаны правильно, но в результате логической ошибки последовательность их выполнения не будет приводить к поставленной цели или выполнение некоторых команд приведет к отказу.

2.      Пример алгоритма управления Чертежником (рассматривается практически, на примерах, в среде исполнителя Чертежник).

Следует отметить, что для работы в среде КуМир с Чертежником в начале написания алгоритма следует писать использовать Чертежник.

Изобразим с помощью Чертежника треугольник, положение вершин которого на координатной плоскости определяется парами чисел (1, 1), (3, 5), (5, 2).

Так как в начале работы перо Чертежника всегда поднято, то для рисования треугольника с заданными координатами достаточно выполнить следующую последовательность команд:

сместиться в точку (1, 1)

опустить перо

сместиться в точку (3, 5)

сместиться в точку (5, 2)

сместиться в точку (1, 1)

А теперь составим такой алгоритм управления Чертежником, чтобы с его помощью в произвольном месте координатной плоскости можно было нарисовать прямоугольник со сторонами, параллельными координатным осям, длины которых равны 2 и 4 единицам.

Зафиксируем одну из вершин прямоугольника в точке (1, 1). Нужный рисунок может выглядеть как на слайде 9. Можно определить координаты каждой из вершин этого прямоугольника и для его изображения составить следующую программу:

сместиться в точку (1, 1)

опустить перо

сместиться в точку (1, 3)

сместиться в точку (5, 3)

сместиться в точку (5, 1)

сместиться в точку (1, 1)

Этот алгоритм не будет решать поставленную задачу, если изменить координату начальной точки. Изменение координат одной из вершин влечет за собой пересчет координат всех вершин прямоугольника. Причем это придется делать тому, кто разрабатывает данный алгоритм.

Также, для рисования прямоугольника можно воспользоваться командой относительного смещения.

Пусть (х, у) – координаты вершины А прямоугольника ABCD.

Тогда координаты вершины В можно записать как (х, у + 2), вершины С – как (х + 4, у + 2), вершины D – как (х + 4, у).

Чтобы изобразить отрезок АВ, воспользуемся командой сместиться на вектор (0, 2).

В результате Чертежник сдвинет перо из точки с координатами (х, у) в точку с координатами (х + 0, у + 2).

По команде сместиться на вектор (4, 0) перо окажется в точке (х + 4, у + 2). Чтобы из этой точки перейти в точку (х + 4, у + 0), следует выполнить команду сместиться на вектор (-4, 0) перо Чертежника прочертит отрезок к точке А:

Команда	Координаты точки
Начальная точка	(x, y)
сместиться на вектор (0, 2)	(x + 0, y + 2)
сместиться на вектор (0, 2)	(x + 4, y + 2)
сместиться на вектор (0, 2)	(x + 4, y + 0)
сместиться на вектор (0, 2)	(x, y)

Если в качестве вершины А зафиксировать точку с координатами (1, 1), то программа будет выглядеть так:

сместиться в точку (1, 1)

опустить перо

сместиться на вектор (0, 2)

сместиться на вектор (4, 0)

сместиться на вектор (0, -2)

сместиться на вектор (-4, 0)

Для того, чтобы нарисовать прямоугольник в другом месте координатной плоскости, например в точке с координатами (5, 5), достаточно изменить в этой программе только первую строку:

сместиться в точку (5, 5)

С помощью команды абсолютного смещения рисунок «привязывается» к строго определенным точкам координатной плоскости. Она используется чаще всего для установки начального положения пера Чертежника.

Команды относительного смещения применяются для создания рисунков, у которых точное место не важно или которые нужно воспроизводить в разных местах.

Домашнее задание §18(1, 2), РТ: №210, №211, №215.