UČNO GRADIVO ZA UČENCE 2. TRILETJA: ALGORITMI

Na temo algoritem in ustvarjanje korakov za le tega sem pripravila učno uro v obliki blok ure, torej zajema dve šolski uri. Učna ura je primerna za učence drugega triletja (4., 5., 6. razred). Podana je razlaga nove snovi (pisno in v obliki izobraževalnega videa), izvedene bodo aktivnosti s pomočjo računalniških iger ter na samem koncu sledi preverjanje znanja v obliki učnega lista.

UČNA URA (trajanje: 90min)

V današnjih dveh šolskih urah bodo učenci usvojili naslednje cilje:

• algoritem zapiše s programom
• v vizualnem okolju z delčki sestavijo program
• v programu najdejo in odpravijo napake
• ocenijo in po potrebi optimizirajo algoritem

UVOD

(trajanje: 20min)

Algoritem je navodilo, s katerim rešujemo probleme. V večini primerov je podano/ zapisano kot zaporedje korakov, ki nas vodijo do določenega cilja oziroma do rešitve našega problema.

Beseda algoritem je še neznanka, po drugi strani pa se vsi (večkrat dnevno) srečujemo z njimi.

Primeri algoritmov iz vsakdanjega življenja:

• kuharski recepti
• risanje po navodilih
• oblačenje
• umivanje zob
• umivanje rok
• reševanje matematičnih problemov…

Pri vseh zgoraj omenjenih primerih gre za nek postopek korakov, s katerimi dosežemo želen cilj. Za primer lahko vzamemo kuharski recept priprave palačink. V spodnji datoteki je pripet recept s podanimi koraki. Naš cilj je, da imamo po opravljenih korakih spečene palačinke.

recept_palačinke by Tanaja Prašelj is marked with CC0 1.0

V zapisanem algoritmu v datoteki lahko opazimo, da ta algoritem ni natančen, saj nimamo količin sestavin, ki jih moramo uporabiti. Tako lahko za algoritme rečemo, da so lahko natančni ali ne natančni. Zelo je pomembno, da bo naš računalnik algoritem razumel ter ga znal izvesti.

KAKO LAHKO ALGORITEM PREDSTAVIMO?

Algoritem lahko predstavimo na različne načine. Lahko ga zapišemo v naravnem jeziku (tako je zapisan algoritem peke palačink), lahko uporabimo psevdokodo (tj. postopek zapis v obliki kode), program (v nadaljevanje razlaga) ali grafična predstavitev s pomočjo diagrama poteka.

PRIMER DIAGRAMA POTEKA:

diagram_poteka by Tanaja Prašelj is marked with CC0 1.0

V sklopu te učne ure se bodo učenci osredotočili na predstavitev algoritma s pomočjo programa, in sicer uporabljali bomo naslednje dve računalniške igre/aplikacije: Rapid Router in Teci Marko. Pri pisanju algoritma s pomočjo programa je pomembno, da smo pozorni na ekonomičnost programa. To pomeni, da je program čim krajši, ampak še vedno tak, da je rezultat na koncu dosežen. Pri aplikacijah bodo lahko učenci poskušali, da lahko program sestaviš na več različnih načinov, pomembno pa je biti osredotočen na pravilnost in optimizacijo zapisanega.

AKTIVNOSTI:

1. Na samem začetku izberemo dva prostovoljca, katera bosta prikazala koncept algoritma za lažje razumevanje pred razredom. Prvi učenec bo imel trak prevezan čez oči, drugi ga bo pa z navodili usmerjal iz enega kota učilnice do drugega. Tisti, ki usmerja, lahko uporablja ukaze: NAPREJ – NAZAJ – DESNI OBRAT – LEVI OBRAT. Ta čas učitelj zapisuje napotke učenca na tablo v pravilnem vrstnem redu. To kar nastane na tabli je algoritem, saj je končen in je učenca pripeljal iz določene točke do želene. Tak koncept sestavljanja algoritma bodo srečali pri naslednji računalniški igri Teci Marko, s katero jim bo bolje predstavljeno pisanje algoritmov s programom. (trajanje: 10min)

2. Teci Marko: https://runmarco.allcancode.com/

(trajanje: 20 min)

S to igro bo učencem predstavljeno sestavljanje programa z delčki v vizualnem okolju in optimizacija programa. Navodila se bodo podobno izvajala kot v prvi aktivnosti ‘vodenje po razredu’. Učenci odprejo povezavo ter najprej sami odkrivajo in poskušajo pisati programe (ob morebitnih vprašanjih jim učitelj priskoči na pomoč). Programi so sestavljeni iz: KORAK NAPREJ – OBRAT V LEVO – OBRAT V DESNO – SKOK NAPREJ…; učenci morajo paziti, da se obrat zgodi samo na mestu, figura se ne pomakne še naprej;

LINK DO DODATNE POMOČI: https://www.youtube.com/watch?v=WABq9_c8Tkc

Ko učitelj vidi, da učenci uspešno rešujejo, jim lahko razloži naslednji koncept: OPTIMIZACIJA PROGRAMA;

Pri zapisu programov je pomembno, da so pregledni ter čim bolj kratki. V primeru igrice Teci Marko bi lahko napisali 100+ možnih programov, da bi figuro pripeljali iz A v B točko, bolj kot pa je kratek zapis (torej manj korakov kot smo porabili), bolj je program optimalen. Sicer pa je igra Teci Marko tako sprogramirana, da ne potrebne korake izpusti:

optimizacija by Tanaja Prašelj is marked with CC0 1.0

3. Rapid Router: https://www.codeforlife.education/rapidrouter/

(trajanje: 20 min)

Računalniška igra Rapid Router je zelo podobna zgoraj že uporabljeni Teci Marko. Edina ‘ovira’ ali ‘nadgradnja’ je, da je v angleškem jeziku. Ponovno učenci gradijo program z ukazi: NAPREJ – DESNO – LEVO…. Pri tem morajo biti pozorni na to, da je v obrat pri tej igri vključen tudi premik. Torej se avto ne bo premaknil samo na mestu v desno, vendar se bo peljal v desni ovinek. Tako bodo učenci še izpopolnili cilj pisanje algoritma s programom. Pomembno je, da jih ves čas učitelji ozaveščajo, da je optimizacija programa pomembna. Za razliko od prejšnje igre, je ta sprogramirana tako, da je samo ena pot mogoča, torej je v samem začetku za optimizacijo dobro poskrbljeno. Sami pri sebi pa bodo z igranjem igre tudi odkrivali napake, jih popravljali, saj se jim bo avto, ob morebitni napaki, zaletel in razpočil.

Ker je računalniška igra v angleškem jeziku spodaj podajam osnovni slovar:

• play – igraj
• next level – naslednji level
• previous level – prejšnji level
• move forward – pomik naprej
• turn left – obrat v levo
• turn right – obrat v desno
• fast – hitreje
• stop – ustavi
• exit – izhod

Ima pa v desnem prostoru spodaj tudi kazalce za smeri s katerimi se lahko pomika ter tako tudi gradi program za pot (možnost, da se učenec izogne angleškemu jeziku).

PREVERJANJE ZNANJA

(trajanje: 10min)

Za konec pa še preverjanje znanja, da dobi učitelj povratno informacijo o tem, koliko so učenci zares razumeli.

PREVERJANJE_ZNANJA_algoritem by Tanaja Prašelj is licensed under CC BY 4.0

PREVERJANJE_ZNANJA_algoritem_r by Tanaja Prašelj is licensed under CC BY 4.0

VIRI:

• Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport, Zavod RS za šolstvo. (2013). Računalništvo neobvezni predmet učni načrt. Pridobljeno https://www.gov.si/assets/ministrstva/MIZS/Dokumenti/Osnovna-sola/Ucni-nacrti/izbirni/Neobvezni/Racunalnistvo_izbirni_neobvezni.pdf

UPORABLJENE POVEZAVE:

• https://www.codeforlife.education/rapidrouter/
• https://www.youtube.com/watch?v=WABq9_c8Tkc
• https://runmarco.allcancode.com/