Информатика. 3–4 класс (часть 1) Демо+методичка

Урок 12. «Цепочка»

Новые ключевые слова и выражения: цепочка, начало цепочки, конец цепочки; первый, второй, третий, четвертый, пятый, предпоследний, последний.

Понятие цепочка (иначе говоря, конечная последовательность) является центральным понятием всего нашего курса и наиболее широко используемым понятием информатики. Мы уверены, что это понятие является центральным и для всей человеческой цивилизации.

Важнейшие примеры цепочек связаны с ходом времени. События в мире и наше восприятие мира связаны Цепью Времен. Различие между Было и Сейчас является простейшей цепочкой, характеризующей наше представление о мире. Затем возникает Было раньше и Было позже. Цепочка - череда дней и ночей - дает человеку первую, внешнюю по отношению к его памяти основу для расположения событий в цепочке. Возникает таинственное Будет, куда переносится порядок Раньше и Позже. Возникает представление о причинно-следственных цепочках. Появляется планирование действия, т. е. расчленение и расположение своих будущих действий в цепочку. Где-то поблизости - одна из величайших загадок Времени и Человека: Судьба будущего, Детерминизм и Свобода воли.

Человеческие языки уже предполагают членение - выделение элементов речи. С устной речью сразу оказываются связанными две цепочки - цепочка звуковых и слышимых образов и цепочка смыслов, значений, ассоциируемых с этими звуковыми фрагментами. Среди смысловых цепочек фиксация последовательности действий - История или указания к осуществлению последовательности событий - План, Инструкция, Программа.

Проходят тысячелетия, и возникает письменность - способ фиксации сообщений и передачи их по Цепи Времен даже в условиях физического отсутствия автора; такие цепочки - языковые письменные цепочки - будут одним из основных изучаемых нами примеров цепочек.

Возникает также искусство счета, построенное на цепочке действий при последовательном подсчете и на цепочке имен Один, Два, Три... Эта цепочка удивительным и естественным образом связана с цепочкой порядковых числительных, отвечающих последовательности событий во времени или предметов в пространстве: Первый, Второй, Третий. Возникают различные специальные системы для записи больших чисел в виде цепочки символов. В конце концов в мире побеждает одна из таких систем - десятичная.

Вот еще два важных вида цепочек, о которых мы пока не упомянули. Первый вид - телесные цепочки, т. е. нанизанные на веревочку бусины, или люди, стоящие в очереди. (Не вспомнили ли вы о сказке «Репка»?) Второй вид в отличие от предыдущего - это абстрактные порядки, не связанные ни с ходом времени, ни с расположением в пространстве. Пример - всевозможное старшинство. (Обратите внимание на апелляцию к временнoму понятию старше, т. е. родился раньше.) Старшинство в армии, как вы знаете, может быть записано символами на погонах. Табель о рангах государственных служащих в России еще один подобный пример.

Компьютеры, как и мы, - те, кто живет в мире цепочек, - не добавляют ничего нового к описанной выше картине, но делают ее еще более четкой. Функционирование компьютера - это преобразование цепочек символов в цепочки действий; взаимодействия компьютера с внешними устройствами - это обмен цепочками символов.

Обратите внимание на то, что некоторые цепочки на листе определений извиваются. Это не случайно. В дальнейшем мы так определим одинаковость цепочек: изгибая цепочку, мы всегда будем получать такую же. Сейчас мы хотим продемонстрировать просто существование причудливо расположенных цепочек.

Понятия начала и конца цепочки мы скоро перестанем использовать. Обычно мы будем говорить о первой, второй, ..., последней бусине цепочки. Однако в наглядном представлении понятия начала и конца полезны. Обратите внимание, как обозначены начало и конец цепочки: начало - это прямая палочка, перпендикулярная оси цепочки, а конец - стрелка. Начало и конец при таком понимании соотносятся с началом и концом «нанизывания» элементов цепочки на нить, где стрелка символизирует иголку, а палочка - узелок.

На этом же листе определений вводятся порядковые числительные. Конечно, дети слышали слова первый, второй, последний: «Чур, я первый», «Вася пришел последним» и т. д. Как вы понимаете, смысл порядковых числительных в разных случаях один и тот же. Просто речь в одном случае идет о временных  цепочках, а в другом - о пространственных. Пространственные и временные последовательности смыкаются в процессе пересчета.

Цепочки букв и цифр

На этом уроке дети также начинают заниматься цепочками букв и цифр - основными объектами школьных курсов языков и математики. Однако подход к ним именно как к цепочкам, т. е. с точки зрения информатики, помогает ребятам эффективнее усвоить обычное содержание школьного образования.

Чтобы избежать двусмысленности (например, чтобы не путать цифры 6 и 9), отдельные буквы и цифры мы всегда строго ориентируем по отношению к краям листа. Что же касается цепочек букв и цифр, то они могут всячески изгибаться и закручиваться. Однако если вы возьмете любую цепочку из нашего учебника и умозрительно приведете ее в «начальное» положение (не извлекая из плоскости листа) - начало цепочки слева, а «нитка» вытянута параллельно нижнему краю листа, то окажется, что все буквы и цифры строго ориентированы по отношению к краям листа. В случае же с бусинами, как вы могли заметить, ситуация иная: бусина в цепочке или без нее может быть ориентирована как угодно. Вы всегда сможете распознать ее признаки - цвет и форму.

Решение задач из учебника

Задача 57. Задача на выполнение инструкции, которая дает возможность освоиться с новой терминологией, особенно с порядком бусин в цепочке (первая, вторая, последняя, предпоследняя).

Задача 58. Это первая задача, в формулировке которой встречается выражение так, чтобы. По существу, это первая задача на построение объекта (в данном случае цепочки фигурок), удовлетворяющего заданным свойствам. Строго говоря, задачи на раскрашивание клеток (Сделай из второй фигурки такую же) тоже задачи на построение объекта, удовлетворяющего некоторым свойствам, только в этом случае свойства задаются графически. В случае задачи 58 свойство задается описанием (текстом, идущим после слова чтобы). Задача эта может оказаться довольно трудной - нужно очень внимательно прочесть совсем непростой текст условия и затем постараться как можно аккуратнее соединить фигурки. Мы настоятельно рекомендуем работать в таких задачах простым карандашом: цепочку, нарисованную ручкой или фломастером, трудно будет исправить в случае неверного решения. Напомните детям, что необходимо поставить знаки начала и конца цепочки, иначе задача просто не будет решена. В этой задаче происходит первая попытка установления связи между порядком бусин от начала цепочки (первая, вторая, ...) и порядком с конца (последняя, предпоследняя). Например, не все ребята сразу догадаются, что в данном случае пятая и последняя бусины - это одно и то же.

Задача 59. Как в любой задаче со словом каждая, здесь необходим полный перебор. Чтобы не запутаться, лучше всего помечать каждую просмотренную цепочку: если первая бусина синяя, то обводить; если нет, ставить около нее какой-то значок или вычеркивать.

Задача 60. В задаче впервые нужно найти объект (цепочку), удовлетворяющий сразу трем условиям. Поиск такой цепочки может отнять у ребенка некоторое время. Зато проверка, правильная ли цепочка вырезана, проста - надо проверить, выполняются ли для нее все три условия. Попросите детей проверить свое решение самостоятельно. В некоторых задачах просьба об этом входит в условие, но полезно приучать детей делать это всегда! Кроме того, в задании не указано, откуда именно нужно вырезать цепочку. Если кого-то из детей это затруднит, подскажите, что, если сказано «вырезать», значит, нужно искать лист вырезания.

Задача 61. Необязательная. Задача на закрепление новой лексики. По содержанию она аналогична задаче 57, только в этом случае ребята работают не с бусинами, а с буквами. Результат здесь нетрудно даже угадать - у детей должно получиться слово ЦЕПОЧКА.

Задача 62. Необязательная. Задача довольно трудоемкая, несмотря на то что фигурка, которую надо найти, представлена явно. Дело в достаточной сложности самих фигурок и их количестве.

Компьютерный урок «Цепочка»

Решение задач

Задача 95. Здесь в ходе выполнения инструкции дети осваиваются с новой терминологией, относящейся к порядку бусин в цепочке (первая, последняя). Порядковая нумерация элементов в цепочке приводит к тому, что любой ее элемент можно точно указать, он жестко закреплен своим местом в цепочке (второй, пятый, десятый и т.д.). Это позволяет строить инструкции, подобные данной, которые могут выполняться вполне формально. Может быть, кто-то из детей заметит, что инструкция похожа на цепочку, в ней есть первое, второе и т.д. последнее действие.

Задача 96. В ходе решения данной задачи дети закрепляют лексику новых листов определений. Здесь текстовые окна используются для ответов на вопросы о порядке букв в цепочке. Ответом на каждый из вопросов является одна буква цепочки, поэтому окна запрограммированы односимвольными. Пока в условии задач приводятся напоминания о том, что буквы в окнах должны быть заглавными (со временем детям придется следить за этим самим).

Задача 97. Первая в курсе задача на построение цепочки по описанию. Для рисования соединительных линий, начала и конца цепочки дети будут использовать карандаш. Возможно, у них получится не слишком ровно и красиво, это не страшно, главное чтобы выполнялось условие задачи. Подобные задачи технически проще решать в виде «Положи в окна цепочки фигурки так чтобы….», так мы их чаще всего и будем формулировать в дальнейшем. Но на первых уроках по теме, когда дети еще не освоились с внешним видом цепочек, мы считаем полезным предлагать рисовать все линии цепочки самим учащимся.

Задача 98. Задача на выбор и выделение (при помощи помещения в окно) цепочки по описанию. Если у кого-то из ребят она вызвала сложности, попросите его в каждой цепочке выделить (например, пометив галочкой) третью и предпоследнюю бусины.

Задача 99. Задача на повторение материала предыдущего урока, в которой требуется выделить русские буквы и цифры. Русские буквы и цифры здесь нужно положить в окна, тем самым отделив группы знаков пространственно.

Задача 100. Если кто-то из ребят в этой задаче запутается, помогите ему разложить решение задачи на простые шаги и организовать перебор. Итак, берем первую цепочку (БАРАБАН), находим ее первую букву, затем предпоследнюю и сравниваем их. Видим, что буквы (Б и А) – разные. Значит можем пометить первую цепочку (например, галочкой) и взять следующую цепочку. Так мы будем действовать до тех пор, пока не найдем подходящую по условию цепочку, ее и нужно положить в окно.

Задача 101. Задача на поиск всех пар одинаковых объектов часто вызывает сложности у детей. Действительно, две одинаковые фигурки дети часто находят хаотичным просматриванием. Эта стратегия оказывается неэффективной, если нужно найти все пары одинаковых объектов, ведь чтобы убедиться в этом в силу содержания понятия «все», необходимо провести полный перебор. Чтобы немного помочь детям, мы приводим в задаче указание к проверке, в котором явно говорится, сколько пар одинаковых бусин должно быть найдено. Тем не менее, это не снимает проблему перебора, поскольку далеко не все дети смогут найти все пары случайным образом. Если вы хотите помочь запутавшемуся ребенку, помогите ему организовать перебор. Например, можно перебирать бусины, двигаясь слева направо и сверху вниз. При этом если для бусины нашлась такая же бусина, соединяем их в пару, а если – нет, то помечаем (например, галочкой).

Задача 102. Необязательная. Задача на построение цепочки по описанию. Основная сложность этой задачи заключается в том, чтобы найти среди данных фигурок две одинаковые (поскольку фигурки очень похожи). После этого найденные фигурки нужно поставить на последнее и предпоследнее место и затем заполнить все остальные окна.