Zalecany przykład specyfikacji zadania informatycznego 1

Projekt wykonania zadania informatycznego – specyfikacja zadania
1. Metryczka prowadzenia lekcji, na której będzie wykonywane zadanie:
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
Imię i nazwisko prowadzącego lekcję: .....................
Typ szkoły: Gimnazjum
Klasa: III
Nazwa przedmiotu: Informatyka
Miejsce realizacji lekcji: Pracownia komputerowa
2. Umiejscowienie lekcji jako jednostki metodycznej
2.1. Zagadnienie: Kalkulator Casio ClassPad 300
2.2. Realizowana jednostka programowa: Wykorzystywanie kalkulatora Casio
ClassPad 300 do rozwiązywania zadań z programu nauczania w gimnazjum
2.3. Czas przewidziany na realizacje zadania: 2 godziny
3. Treść zadania:
Napisz program obliczający największy wspólny dzielnik dwóch liczb naturalnych.
4. Specyfikacja zadania
4.1. Specyfikacja potrzeby – określenie stanu niepoŜądanego i poŜądanego, wyróŜnienie
parametrów zadania: stałych, zmiennych, charakterystyk technologii informacyjnej.
4.1.1. Stan niepoŜądany – jedną z liczb będzie 0.
4.1.2. Stan poŜądany – 2 liczby mają największy wspólny dzielnik.
4.2. Specyfikacja algorytmu – wyróŜnienie danych i wyników, faktów i ustaleń.
Fakty: Liczby naturalne, oprócz 0 zawsze mają największy wspólny dzielnik. JeŜeli 2
liczby są takie same to ich największym wspólnym dzielnikiem jest ta liczba.
Ustalenia: Jak sprawdzić czy 2 dane liczby są sobie równe albo jak sprawdzić, która z
liczb jest większa?
4.3. Specyfikacja problemu – etap przygotowawczy do sformułowania problemu,
wymagający ustalenia warunków, jakie spełniają dane i wyniki, lub fakty i ustalenia.
Warunki: 2 liczby mogą mieć największy wspólny dzielnik równy sobie samym, lub
1 lub innej liczbie mniejszych od danych liczb. Wynikiem będzie największy wspólny
dzielnik. Dane są 2 liczby oraz wzór na obliczenie NWD.
4.4. Specyfikacja środka informatycznego – określenie: algorytmu, jego kompilacji
(wykonania) przez procesor, procesora (środka technologii informacyjnej),
monitorowania wyników działania procesora, monitora (środka monitorującego),
implementacji (oczekiwanej realizacji algorytmu), a następnie sprawdzenie zgodności
kompilacji i monitorowania z implementacją.
4.4.1. Algorytm
Wczytaj a
Wczytaj b
Zastosuj wzór
na obliczenie
NWD(a,b)
Wypisz wynik
4.4.2. Kompilacja
Start
Input a
Input b
If a != b
If a > b
a-b => a
Print
Natural
a
b-a => b
Stop
4.4.3. Procesor
Uczniowie dysponują kalkulatorami Casio ClassPad 300.
4.4.4. Monitorowanie
Uczeń kontroluje poprawność wpisywanych danych oraz odczytuje otrzymane
wyniki kompilacji na ekranie kalkulatora.
4.4.5. Monitor (system multimedialny)
Ekran na kalkulatorze oraz piórko.
4.4.6. Implementacja
W efekcie uczeń otrzymuje wydrukowane na ekranie wartość największego
wspólnego dzielnika liczb a i b.
4.5. Specyfikacja reprezentacji zadania:
4.5.1. Wybór oraz opisanie, czy zobrazowanie procedur realizowanych przy
wykonywaniu zadania – jest to przygotowanie do reprezentacji ikonicznej
zadania,
Wczytaj a
Wczytaj b
Przedstawienie, graficzne lub opisowe, wyobraŜenie (obraz)
wykonania zadania w taki sposób, aby moŜna było
napisać kod źródłowy tworzonego programu na kalkulatorze
ClassPad, w postaci bloku tekstu, o strukturze samodzielnie
tworzonej przez indywidualnych uczniów.
Zastosuj wzór
na obliczenie
NWD(a,b)
Wypisz wynik
4.5.2. Określenie problemu informatycznego, polegającego na tym, Ŝe
reprezentacja ikoniczna jest niewystarczająca do wykonania danego zadania
(lub danego zadania cząstkowego)
W trakcie tworzenia obrazu (reprezentacji ikonicznej) wykonania zadania
polegającego na określeniu kodu źródłowego, uczeń napotyka trudności
związane z występowaniem z koniecznością sczytania
danych. Czynność ta jest pracochłonna. Dodatkowo stwarza duŜo
moŜliwości popełnienia błędów składniowych. ZauwaŜmy, Ŝe postawiony
problem jest tu zgodny z potrzebą (dydaktyczną).
4.5.3. Wybór, w celu rozwiązania problemu informatycznego, odpowiedniej
metody programowania (strukturalnego, logicznego, obiektowego,
wizualnego, komponentowego), rozumianego jako informatyczna realizacja
charakterystyk technologii informacyjnej słuŜących wykonaniu zadania –
jest to przygotowanie do reprezentacji symbolicznej zadania.
Local A,B,C,D,A1,T,T1,T2,T3,
Print "Program oblicza NWD(A,B)"
<wartość> => <zmienna>
0 => A
B1 => A
Input A,"Podaj liczbe A:"
Input B,"Podaj liczbe B:"
ExpToStr A,C
ExpToStr B,D
StrJoin "NWD(",C,T1
StrJoin T1,", ",T2
StrJoin T2,D,T3
StrJoin T3,") = ",T
Lbl A1
If A¹B
Then
Kod źródłowy programu zbudowany jest z
szeregu liter tworzących równe słowa, w tym
słowa kluczowe, Na ekranie pojawią się więc
litery oraz cyfry, które stanowią zarówno
dane, jak i będą wynikiem działania
programu.
If A>B
Then
A-B⇒A
GoTo A1
Else
B-A⇒B
GoTo A1
IfEnd
Else
PrintNatural A,T
IfEnd
4.5.4. Określenie reguł wiąŜących warunki spełniane przez stałe i zmienne
zadania z operacjami lub relacjami, co odpowiada decyzjom
podejmowanym przy wykonywaniu zadania.
W trakcie rozwiązywania problemu, uczeń będzie stosował
reguły dotyczące programowania na kalkulatorze Casio ClassPad 300
- deklaracja zmiennych i ich typów;
- rozpoczęcie i zakończenie programu głównego i instrukcji
złoŜonych;
- sczytywanie danych;
- wypisywanie danych na ekran.
Uczeń zastosuje równieŜ regułę matematyczną dotyczącą
obliczania największego wspólnego dzielnika
4.5.5. Zaprojektowania wykonania zadania przy uŜyciu odpowiedniego środka
informatycznego uwzględnieniem powyŜszych punktów – jest to
przygotowanie do reprezentacji enaktywnej.
Powiązanie sprawdzania warunków z wykonaniem operacji: w trakcie
wykonywania zadania, uczeń wpisuje odpowiednie znaki z klawiatury, takŜe
za pomocą specjalnej kombinacji klawiszy kompiluje on kod źródłowy i
sprawdza poprawność jego działania; kompilacji moŜna równieŜ dokonać za
pomocą piórka. Reprezentację enaktywną moŜna takŜe otrzymać budując
stosowną tablicę decyzyjną lub pisząc makro symulujące realizację zadania.
4.5.6. Specyfikacja systemu ekspertowego zadania - określenie głównego celu
(dydaktycznego, informatycznego) wykonania zadania, jakim jest aktywne
uczestniczenie wykonawcy zadania w systemie ekspertowym poprzez
współtworzenie i wykorzystywanie dla danego zadania i zadań cząstkowych
4.5.6.1.
Informatycznej bazy wiedzy wiąŜącej jednostki wiedzy w schematy,
wzory, wzorce, analogie i inne struktury wiedzy, zgodnie z
charakterystykami technologii informacyjnej wykorzystywanej podczas
wykonywania zadania
- narzędzia dostępne na kalkulatorze Casio ClassPad 300
- przeznaczenie kalkulatora
- wymienia zastosowania kalkulatora przynoszące wymierne korzyści;
- utworzyć dowolny program przy wykorzystaniu szablonu;
- jak oblicza się wartość NWD dla ustalonego argumentu a, b
- jak wygląda budowa programu (kodu źródłowego);
- jak deklarować zmienne;
- jak wczytywać dane;
- jak wypisywać dane na ekran;
- jak kompilować program;
4.5.6.2.
Reprezentacji wiedzy naleŜącej do bazy wiedzy, zgodnie ze
specyfikacją reprezentacji zadania.
Reprezentacja: ikoniczna, symboliczna i enaktywną, opisane wyŜej.
Wykorzystanie którejś z reprezentacji zaleŜy od fazy rozwiązywania problemu
oraz poziomu nauczania.
4.5.6.3.
Sieci semantycznej, wiąŜącej w ramach reprezentacji wiedzy, za
pomocą reguł, pojęcia, stosowane podczas rozwiązywania problemu
informatycznego, zgodnie z bazą wiedzy.
Wprowadzając nowy temat nauczyciel stosuje pojęcia:
- zmienne, dane;
- wczytywanie, wypisywanie danych;
- dodawanie do zmiennej (powiększanie jej o wartość);
4.5.6.4.
Ramy zadania, wydzielającej w sieci operacji drogi prowadzące do
wyników i ustaleń.
W ramach tego zadania uczeń powinien:
1) udoskonalić swoje umiejętności rozwiązywania zadań matematycznych z
wykorzystaniem kalkulatora Casio ClassPad 300
2) poszerzyć swoją wiedzę na temat jego właściwości;
4.5.6.5.
Realizacji zadania, wybierającej w ramie zadania najlepsze drogi
wykonania zadania.
Realizacja rozwiązania problemu – moŜliwie najkrótsza droga rozwiązania
problemu mieszcząca się w ramie rozwiązania. UmoŜliwia ona budowę
optymalnego algorytmu i odpowiedni dobór kompilacji, procesora
monitorowania i przedstawienia wyniku w monitorze, tj. umoŜliwia
poprawną konstrukcję środka informatycznego prezentującego
identyfikację największego wspólnego dzielnika, zgodnie z zasadą
adekwatności