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

Компьютерный проект «Водолей»

В данном проекте дети знакомятся с первым в курсе исполнителем – Водолеем. Этот проект включает в себя знакомство с компьютерными листами определений, посвященными Водолею, и решение 4 задач в программе «Водолей». На проведение данного проекта достаточно отвести примерно пол-урока. Если у вас есть желание и возможность отвести под этот проект отдельный урок, то в первой части урока можно выполнить бескомпьютерный проект «Переливание. Вместимость. Литр», который также рассчитан на пол-урока.

Проект «Переливание. Вместимость. Литр»

Цель данного проекта – дать детям практическое представление о вместимости емкостей и единице измерения вместимости литр. По объему проект рассчитан примерно на пол-урока (или 10 – 15 минут).

Общее обсуждение. Знакомство с понятием литр

Начать проект лучше всего с демонстрации посуды различной вместимости, например, литровой, двухлитровой и трехлитровой банок. Можно также показать детям пятилитровый бидон и десятилитровое ведро. Также детям необходимо показать мерный стакан, на котором есть деление «1 литр». Потом нужно налить в мерный стакан 1 литр воды и показать детям, какое место (объем) занимает эта вода. После этого можно перелить 1 литр воды в литровую банку и продемонстрировать, что в эту банку действительно вмещается ровно литр воды. Также можно проверить вместимость остальной тары.

Если вы хотите на этом проекте провести пропедевтику понятия объем, можно обсудить с детьми несколько более сложных вопросов. Например, перелить воду из двухлитровой банки в ведро/вазу/кастрюлю и спросить детей, сколько воды в ведре/вазе/кастрюле. В процессе таких обсуждений дети должны понять, что один и тот же объем может принимать разные формы, что объемы разной формы могут иметь одинаковую вместимость. Также можно обсудить с детьми ситуацию переливания других продуктов – молока, сока, масла и даже варенья. В ходе общей беседы дети должны понять, что 1 литр масла будет занимать то же место в банке, что и один литр воды. При необходимости можно уточнить, что их масса будет разной. Если в классе есть весы, можно сравнить массу литра воды и литра масла с помощью этих весов. После того как все дети получат представление о том, что такое литр (один или несколько) и вместимость сосуда, можно переходить к решению задач. Желательно, чтобы дети выполняли задачи в небольших группах по 3 – 5 человек. Но если вы боитесь, что дети сильно измочатся или разольют воду, можно приглашать к доске для демонстрации решения задач наиболее аккуратных детей, а остальные ребята будут за ними наблюдать.

Задача «Измеряем вместимость»

В этой задаче каждая группа получает большую емкость, например ведро и задание измерить его вместимость с помощью мерного стакана. Чтобы максимально эффективно использовать групповое разделение труда и при этом не ошибиться в измерениях, лучше сразу распределить в группе роли, например, водолей, контролер, счетовод. Водолей – учащийся, который непосредственно наливает литры воды в мерный стакан и затем переливает их в емкость. Водолеем должен быть самый аккуратный и внимательный участник группы. Контролер – учащийся, который следит за тем, чтобы водолей выполнял действия правильно: наливал воду в мерный стакан ровно до метки, не расплескивал воду, закончил переливать воду, когда емкость оказалась полной. Счетовод – учащийся, который считает полные литры воды, которые вместились в емкость. Он может делать это, называя числа вслух, а может отражать результаты своего счета явно, например, зачеркивать по очереди числа на числовой линейке. Тогда последнее зачеркнутое число покажет вместимость данной посуды.

После того как каждая группа получила задание, мерный стакан и емкость, дети начинают измерение вместимости. В какой-то момент оказывается, что очередной литр в емкость не помещается целиком. Конечно, детям бывает трудно заранее определить, поместится ли целиком последний литр, поэтому лучше договориться, что дети заполняют емкость целиком, но последний литр, который вместился частично, не учитывают при определении вместимости.

Если у вас есть время и желание можно поговорить с детьми о том, что в посуду не всегда входит ровное число литров. В этом случае можно указывать верхнюю и нижнюю границу вместимости, например «вместимость этой посуды больше 8 литров и меньше 9 литров».

Задача «Сравниваем вместимости»

В этой задаче детям выдаются два сосуда разной формы. Конечно, сосуды нужно подобрать так, чтобы их вместимости отличались хотя бы на литр. Ребята должны выяснить, вместимость какого их сосудов больше. Для этого сначала нужно измерить вместимость каждого сосуда с помощью мерного стакана так, как дети это делали в предыдущих задачах, а затем сравнить полученные числа.

Данная задача позволяет детям проверить свой глазомер. Особенно это интересно, если сосуды отличаются по форме сильно, например, если взять ведро и тазик. Перед решением задачи попросите детей высказать свои соображения по поводу вместимостей этих сосудов. В ходе решения задачи дети будут проверять свои предположения.

Лист определений «Знакомимся с Водолеем» к компьютерному проекту

В этом проекте дети знакомятся с новым компьютерным модулем Водолей. Дизайн задач про Водолея несколько отличается от других компьютерных задач (и опирается на другие программные возможности), поэтому в каждом уроке эти задачи находятся в отдельной вкладке. Компьютерный модуль Водолей имеет в курсе большое значение. С точки зрения информатики, ребята знакомятся с первым исполнителем в курсе. При этом в ходе решения компьютерных задач ребята интуитивно усваивают понятие команда, программа, результат выполнения программы, условия, ограничения и проч. Все это пригодится детям, когда позже эти понятия будут вводиться на листах определений и использоваться в задачах учебника. На данном этапе дети накапливают опыт для такого обсуждения. С точки зрения математики дети в ходе работы с компьютерным ресурсом учатся решать классические задачи на переливание: улавливают основные закономерности, знакомятся с правилами записи и проч. 

На экране с задачами о Водолее, как и в задачах компьютерных уроков, можно выделить рабочую область и ящик инструментов. В рабочей области сверху, как обычно располагается линейка перемещения по задачам, ниже – условие задачи (в выделенном прямоугольнике), еще ниже – основное рабочее пространство. Условия всех задач о Водолее однотипные – с помощью данных сосудов получить некоторое число единиц измерения воды, поэтому сформулированы они максимально кратко и основная информация в этой условии – число (единиц, которые нужно получить). Под условием расположено собственно поле решения задачи, на котором отображаются результаты выполнения всех команд, которые дает учащийся. В ящике инструментов (в левой полосе) находится собственно пульт управления, то есть набор всех кнопок, которые соответствуют командам Водолея, окно программы, в котором словами отображаются все данные команды и управляющие кнопки начать сначала, сохранить и выйти.

Водолей может выполнять 3 вида команд:

Первый вид команд – заполнить (из-под крана) некоторый сосуд (А, Б или В) целиком. Кнопки команд этого вида расположены в первом ряду кнопок. Результат выполнения этих команд не зависит от исходного состояния сосуда и всегда одинаков – полный сосуд. Если сосуд был пуст он наливается целиком, если сосуд был частично заполненный, то доливается до полного. Если эта команда дается в случае полного сосуда, с ним не происходит ничего.

Второй вид команд – вылить (в раковину) всю воду из некоторого сосуда (А, Б или В). Кнопки команд этого вида расположены во втором ряду кнопок. Результат выполнения этих команд не зависит от исходного состояния сосуда и всегда одинаков – пустой сосуд. Если в сосуде была вода, она вся выливается, если сосуд и был пуст, с ним не происходит ничего.

Третий вид команд – перелить из одного сосуда в другой столько воды, сколько в него поместится (остальная вода остается в первом сосуде). Кнопки команд этого вида расположены в третьем и четвертом ряду кнопок. Результат выполнения этих команд (состояния первого и второго сосуда) зависит от исходного состояния сосудов. Как первый, так и второй сосуды могут оказаться в результате выполнения этих команд: полными, пустыми, частично заполненными. В частности, если первый сосуд пуст или второй – полон, с сосудами не произойдет ничего (в первом случае переливать нечего, во втором – некуда).

Давая Водолею различные команды, дети смогут убедиться в том, что при выполнении некоторых команд на рабочей области экрана не происходит никаких изменений (появляется  только новая строка в окне программы). Например, если мы даем команду вылить воду из стакана, а он и так пустой, или же мы даем команду наполнить стакан, а он уже полный.

Задачи компьютерного проекта «Водолей»

Задача 1 для Водолея. Начинается серия, конечно, с самых простых задач, таких, где программа для Водолея не будет длинной, и ребята смогут полностью проследить выполнение всех ее команд. Почти все дети здесь сразу догадаются, что 8=5+3, поэтому для решения задачи нужно сначала по очереди наполнить емкости вместимостью 5 мер и 3 меры, а затем вылить их в емкость 10 мер. После этого в ней станет 8 мер, стрелочка около этой емкости станет оранжевой. Это означает, что задание выполнено.

Задача 2 для Водолея. Решение этой задачи уже не настолько очевидно, как решение предыдущей, далеко не все дети смогут решить ее с ходу. Таким детям надо посоветовать искать решение в ходе подбора, пробуя разные варианты переливания. Лучше по ходу записывать все новые количества мер, которые ребенок смог получить. Ясно, что сливая емкости 3 меры и 5 мер можно получить 8 мер. Что можно получить, если переливать из одного сосуда в другой? Если переливать из емкости 5 мер в емкость 3 меры, можно получить 2 меры. 4 меры можно представить как сумму 2 и 2 мер, значит, чтобы получить нужные нам 4 меры, достаточно повторить процедуру переливания из емкости 5 мер в емкость 3 меры два раза.

Задачи 3 и 4 для Водолея. В ходе решения данных задач полезно использовать опыт решения предыдущих, ведь два из трех сосудов имеют тот же объем. Мы уже знаем, как получить 4 меры, и это можно использовать в решении. В частности, если из сосуда емкостью 4 меры наполнить 3-мерный сосуд, то останется ровно мера. А если к 4 мерам добавить всю воду из полного сосуда в 3 меры, то получится ровно 7 мер. Конечно, это лишь один из вариантов решения, у ребят могут быть другие решения, в том числе очень длинные. Если вы видите, что у сильного учащегося программа чрезмерно длинная и содержит «пустые» куски, то есть такие фрагменты программы, которые не влияют на решение, можно попросить его начать сначала и построить программу покороче.