Методическая разработка интегрированного занятия по теме: «Алгоритмы. Виды алгоритмов»

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ КАМЧАТСКОГО КРАЯ

«КАМЧАТСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

учебного занятия

ОДБ.07 Информатика

по теме: «Алгоритмы. Виды алгоритмов».

для специальности: 34.02.01 Сестринское дело

Уровень подготовки: базовый

Составители:

Ковальская Анна Сергеевна – преподаватель ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж»

Петропавловск-Камчатский, 2023

СОДЕРЖАНИЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Методическая разработка по теме «Алгоритмы. Виды алгоритмов» разработана в соответствии с ФГОС СПО специальности 34.02.01 Сестринское дело и рассчитано на одно занятие (2 часа) в соответствии с календарно-тематическим планом программы учебной дисциплины.

Данная тема входит в изучение общеобразовательной дисциплины базового уровня ОДБ.07 Информатика. Преподавание реализовано с учётом профессиональной направленности обучающихся по специальности 34.02.01 Сестринское дело.

На занятии интегрируются знания по дисциплинам ОДБ.07. Информатика и ПМ.02 Участие в лечебно-диагностических и реабилитационном процессах, МДК.02.01 Сестринский уход при различных заболеваниях и состояниях, Раздел 3 Проведение сестринского ухода в
хирургии.

С помощью знаний, полученных при изучении дисциплины информатика, обучающиеся составят алгоритмы оказания медицинской помощи при травмах.

Актуальность темы:

В основе работы компьютера лежит программный принцип управления. Этот принцип реализуется за счет программ, которые состоят из набора команд, выполняющихся в строго определенной последовательности. Это и есть алгоритм. В медицине тоже существует понятие алгоритма. Для того чтобы совершить какую-либо медицинскую манипуляцию (поставить укол, наложить гипс, измерить давление и т.д.), необходимо выполнить все действия в заданном порядке.

Таким образом, для того чтобы выполнить какие-то действия на компьютере или в медицине, необходимо алгоритмизировать, т.е. сформулировать поэтапный план действий. Так как именно алгоритмический принцип действий лежит в основе работы всех компьютеров и медицинских работников.

Тип учебного занятия: комбинированное

Цели занятия:

Учебные:

изучить типы алгоритмов и способы их описания;

ознакомить со свойствами алгоритмов;

рассмотреть основные алгоритмические структуры;

познакомить с примерами алгоритмов в жизни и медицине;

научить составлять алгоритмы для решения задач медицинской направленности.

Развивающие:

способствовать развитию логического мышления;

способствовать развитию познавательного интереса у обучающихся;

развивать умение анализировать, обобщать знания, полученные на различных дисциплинах;

Воспитательная:

воспитывать стремление к получению новых знаний, обобщению знаний из различных областей жизни;

формировать умения организовать самостоятельную работу.

Обучающийся должен обладать общими компетенциями, включающими в себя способность:

ОК 1. Понимать сущность и социальную значимость будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК 2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК 3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях, нести за них ответственность.

ОК 4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК 5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК 6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК 7. Брать на себя ответственность за работу подчиненных членов команды и результат выполнения заданий.

ОК 12. Организовывать рабочее место с соблюдением требований охраны труда, производственной санитарии, инфекционной и противопожарной безопасности.

ОК 13. Вести здоровый образ жизни, заниматься физической культурой и спортом для укрепления здоровья, достижения жизненных и профессиональных целей.

Обучающийся (базовый уровень) должен обладать профессиональными компетенциями, соответствующими видам деятельности:

ПК 1.1. Проводить мероприятия по сохранению и укреплению здоровья населения, пациента и его окружения.

ПК 2.1. Представлять информацию в понятном для пациента виде, объяснять ему суть вмешательств.

ПК 4.5. Соблюдение правила медицинской этики.

ПК 4.7. Решать проблемы пациента посредством сестринского ухода.

Личностные результаты освоения программы по учебному предмету отражают:

ЛР 12. Способный искать нужные источники информации и данные, воспринимать, анализировать, запоминать и передавать информацию с использованием цифровых средств; предупреждающий собственное и чужое деструктивное поведение в сетевом пространстве.

ЛР 13. Проявляющий навыки сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной деятельности.

ЛР 14. Развивающий творческие способности, способный креативно мыслить.

ЛР 15. Способный в цифровой среде проводить оценку информации, ее достоверность, строить логические умозаключения на основании поступающей информации.

Междисциплинарные связи:

ОДБ 06. Математика

ПМ.02 Участие в лечебно-диагностических и реабилитационном процессах, МДК.02.01 Сестринский уход при различных заболеваниях и состояниях, Раздел 3 Проведение сестринского ухода в хирургии

Методы организации и осуществления учебно-познавательной деятельности:

Словесный (беседа, объяснение);

наглядно-иллюстративный (мультимедийная презентация, видеофрагмент, рабочий лист);

проблемное изложение;

репродуктивный (решение заданий на закрепление материала, тест (квиз)).

Место проведения лекции: компьютерный кабинет ГБПОУ КК «Камчатский медицинский колледж».

Материально-техническое оснащение занятия:

компьютер;

мультимедийное сопровождение;

проектор.

СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

Цель занятия: сформировать практические навыки по составлению алгоритма выполнения простой медицинской манипуляции при решении задачи.

План:

Понятие алгоритма.

Свойства алгоритмов.

Способы записи алгоритмов.

Виды алгоритмов.

Решение медицинских задач путем составления алгоритмов.

(Орг. момент) Преподаватель: Добрый день, уважаемые студенты! Для того чтобы узнать тему нашего занятия, предлагаю вам разгадать ребусы (у каждого на парте лежит ребус) (приложение А).

Студенты разгадывают ребусы и называют тему.

Преподаватель: проверяет, как обучающиеся разгадали ребус, и называет тему: «Алгоритмы. Виды алгоритмов».

Преподаватель: Как вы думаете, когда появилось понятие об алгоритмах, алгоритмическом мышлении? (студенты отвечают)

Понятие алгоритма

Понятие алгоритма возникло задолго до появления ЭВМ, и стало одним из основных понятий математики и информатики.

Слово «алгоритм» произошло от имени среднеазиатского математика Мухамеда из Хорезма (по-арабски - Аль Хорезми (IX в)) и использовалось в математике для обозначения правил выполнения четырех арифметических действий: сложения, умножения, вычитания и деления.

Мухаммед Аль Хорезми подробно объясняет правила действия с числами, записанными в десятично-позиционной системе счисления, и исследует квадратные уравнения.

Слова «алгебра» и «алгоритм» впервые появились в переводе его трактатов. Первое из них означало операцию переноса членов из одной части уравнения в другую, а второе – искаженное имя автора – Аль Хорезми – Algorithmi. Оно применялось первоначально для обозначения правил вычисления в десятичной позиционной системе счисления.

В настоящее время понятие алгоритма используется не только в математике. Его применяют практически во всех областях жизни человека, например, алгоритм игры в шахматы, алгоритме пользования каким-либо прибором, алгоритме поиска пути в лабиринте и. т. д.

Определение:

Преподаватель: Как вы понимаете, что такое алгоритм? (обучающиеся отвечают)

У каждого на парте лежит рабочий лист, давайте в него запишем определение:

Алгоритм - это строгая последовательность действий, приводящая за конечное число шагов к достижению поставленной цели (к решению поставленной задачи).

Для пояснения понятия алгоритм важное значение имеет понятие исполнитель алгоритма, т. к. действия всегда выполняются некоторым исполнителем (человеком, группой людей, машиной – автоматом и т. д.).

Исполнитель - это объект или субъект, для управления которым создан алгоритм.

Исполнитель — это человек, животное или техническое устройство, способное выполнять определенный набор команд.

Давайте приведем примеры алгоритмов из жизни (сначала приводит пример преподаватель, потом студенты):

Купили принтер, перед его использованием нужно ознакомиться с инструкцией и выполнить ряд действий, чтобы он работал.

В медицине: для того чтобы измерить давление, тоже нужно выполнить ряд последовательных действий – алгоритм.

Обработка раны (действия будут зависеть от тяжести травмы).

Алгоритмизация — процесс разработки алгоритма (плана действий) для решения задачи.

Задача: Необходимо открыть дверь ключом.

Решение:

Вставить ключ в замочную скважину.

Повернуть ключ 2 раза по часовой стрелке.

Вынуть ключ из замочной скважины.

Последовательность шагов является алгоритмом решения данной задачи. Исполнитель алгоритма – человек. Объект этого алгоритма - ключ, дверь.

Алгоритмы бывают разные. Мы часто не замечаем, что используем алгоритмы, выполняем привычные действия, не задумываясь. Можно выделить общие свойства, которыми должен обладать любой алгоритм независимо от того, к какой сфере деятельности или области знаний он относится, и кто его выполняет.

Свойства алгоритмов:

Прочитайте свойства алгоритмов (1 минута). Я буду приводить вам примеры, а вы попробуйте установить, к какому свойству этот пример относится. И запишите ответ.

Пример №1 - Вы можете выполнить шаг только после выполнения предыдущего. Например, в алгоритме вычисления 6*2-1 вы сначала выполните умножение, и только потом отнимите 1. Иначе ответ будет неверным. Или Алгоритм приготовления блюда быстрого питания:

Высыпать в емкость содержимое пакетика.

Налить в емкость 200 мл горячей воды.

Тщательно перемешать. (Дискретность - разбиение)

Пример №2 - Последовательность выполнения действий, например, при взлете самолета должна быть строго определенной (например, нельзя отрываться от взлетной полосы, пока самолет не набрал необходимую взлетную скорость). Исполнитель алгоритма, выполнив очередную команду, должен точно знать, какую команду необходимо исполнять следующей. Или поездка на автобусе. Точно должны знать, на какой номер автобуса садиться и сколько остановок проехать. (Детерминированность (определенность))

Пример №3 - Алгоритмы сложения, вычитания, умножения и деления могут быть применены для любых чисел. Алгоритм приготовления бутерброда (разные ингредиенты). (Массовость).

Пример №4 - После включения компьютера начинают выполняться алгоритмы тестирования компьютера и загрузки операционной системы. Исполнителем этих алгоритмов является компьютер, поэтому они должны быть записаны на понятном компьютеру машинном языке.
Каждый исполнитель обладает определенным набором, системой команд, которые он может выполнить. (Понятность).

Пример №5 - Необходимо решить пример: 15/3+2.

Разобьем этот алгоритм на действия, каждое действие будет приводить к результату. И в конце концов приведет к ответу (завершению алгоритма). (Конечность).

Алгоритм обладает следующими свойствами:

Дискретность (от лат. Discretus – разделенный, прерывистый). Процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов-команд, которые выполняются одна за другой. Только после завершения одной команды начинается выполнение следующей - это разбиение алгоритма на ряд отдельных законченных действий).

Детерминированность (определенность) - любое действие алгоритма должно быть строго и недвусмысленно определено в каждом случае.

Конечность - т. е. алгоритм должен приводить к решению задачи за конечное число шагов. Каждое из действий и весь алгоритм в целом обязательно завершаются. Обычно предполагают, что алгоритм заканчивает работу за конечное число шагов.

Массовость - один и тот же алгоритм можно использовать с разными исходными данными. Алгоритм должен решать не одну частную задачу, а класс задач.

Понятность алгоритма означает, что алгоритм должен содержать только те команды, которые входят в набор команд, который может выполнить конкретный исполнитель.

Задание №1. Приведите пример алгоритма.

Способы описания алгоритмов

Преподаватель: Перед вами представлены примеры способов описания алгоритмов. Они перепутались. Ваша задача сопоставить название и данный вид алгоритма. Упражнение в онлайн сервисе Learningapps (приложение В). Обучающиеся работают за компьютерами, 1 обучающийся у доски.

Проверяют работу.

И так, давайте запишем в наши рабочие листы:

Словесный способ - алгоритм задается в произвольном изложении на естественном языке.

Пример: Записать в словесной форме правило деления обыкновенных дробей.

Решение:

Шаг 1. Числитель первой дроби умножить на знаменатель второй дроби.

Шаг 2. Знаменатель первой дроби умножить на числитель второй дроби.

Шаг 3. Записать дробь, числителем которой являет результат выполнения шага 1, знаменателем — результат выполнения шага

Недостатки словесного способа:

отсутствие наглядности;

недостаточная точность.

Достоинства: С его помощью можно описать любые алгоритмы, в том числе и вычислительные.

Псевдокод - описание структуры алгоритма на естественном, но частично формализованном языке. В псевдокоде используются некоторые формальные конструкции и общепринятая математическая символика.

(Псевдокод представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов. Он занимает промежуточное место между естественным и формальным языком)

Пример:

Запишем алгоритм нахождения периметра прямоугольника, на алгоритмическом языке (псевдокод):

алг периметр прямоугольника

нач ввод a, b

P := 2∙(a + b)

вывод P

кон

Описание алгоритмов с помощью программ

Алгоритм, записанный на языке программирования называется программой.

Словесная и графическая форма записи алгоритма предназначены для человека. Алгоритм, предназначенный для исполнителя на компьютере записывается на языке программирования (языке, понятном ЭВМ). Какие языки программирования вы знаете? Наиболее популярные: Бейсик, Си, Паскаль.

Пример:

PROGRAM RR;

VAR A,B,C, max: INTEGER;

BEGIN

WRITE(‘ ВВЕДИТЕ A, B, C');

READLN(A,B,C);

IF A>B THEN max:=A

ELSE max:=B;

IF C>max THEN max:=C;

WRITELN(max);

END

Графический способ – это способ представления алгоритма с помощью графических фигур, каждая из которых описывает один или несколько шагов алгоритма. Для указания последовательности выполнения блоков используют линии соединения. Последовательность блоков и линий образуют блок-схему алгоритма.

Графический способ описания алгоритма является наглядным и простым способом описания алгоритма. Внутри блока записывается описание команд или условий.

Символы, из которых состоит блок-схема алгоритма, определяет ГОСТ 19.701-90. Этот ГОСТ соответствует международному стандарту оформления алгоритмов, поэтому блок-схемы алгоритмов, оформленные согласно ГОСТ 19.701-90, в разных странах понимаются однозначно.

Таблица 1 - Условные обозначения блоков схем алгоритмов

П
ример №1: Вычисли площадь прямоугольника со сторонами длина = a см, ширина =b:

Виды алгоритмов

А
лгоритмы в зависимости от порядка действий исполнителя подразделяются следующим образом:

Линейный алгоритм (последовательный, структура “следование”) — описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке.

Пример №2: Алгоритм форматирования текста на компьютере:

Р
азветвляющийся алгоритм — алгоритм, содержащий хотя бы одно условие, в результате проверки которого может осуществляться разделение на несколько параллельных ветвей алгоритма.

Пример 3: Алгоритм для перехода дороги на светофоре

начало

да

нет

Ц
иклический алгоритм — алгоритм, предусматривающий многократное повторение одного и того же действия (одних и тех же операций) над новыми исходными данными.

Пример 4: Бег на занятии по физкультуре

Закрепление полученных знаний

Сегодня на занятии вы узнали много новой информации. Прежде, чем перейти к практической части, мы повторим и закрепим полученные знания.

Выполним тест в онлайн-сервисе myquiz.ru (приложение Г) электронный ресурс / https://myquiz.ru/q/27996bb5-6461-4012-a4f6-eaf560a6eec9 .

Обучающиеся подключаются и проходят тест.

Медицинские задачи

Преподаватель: В медицине тоже существует такое понятие, как алгоритм. Например, алгоритм гигиенической обработки рук, алгоритм исследования пульса, алгоритм введения капель в глаза, алгоритм обработки раны и т.д. (студенты продолжают).

Давайте попробуем с вами решить медицинскую задачу с помощью составления алгоритма.

Задача №1 Вы себя плохо почувствовали, у вас озноб, болит голова. Составьте алгоритм ваших действий.

Решение:

Измерить температуру.

Если есть температура, выпить жаропонижающую таблетку.

Если температуры нет, выпить чай с медом.

Лечь отдохнуть.

Ответьте на вопросы:

Каким способом описан данный алгоритм? (словесный)

К какому виду алгоритмов относится данный алгоритм? (разветвляющийся)

Задача №2 «Наложение давящей повязки». В детском саду, во время игры, по неосторожности ребенок разбил стекло. Осколок вонзился в ткани нижней трети левого предплечья. Ребенок сильно испугался, выдернул стекло, сразу же началось кровотечение.

В области передней поверхности нижней трети левого предплечья имеется рана 3 см с ровными краями, кровоточит.

Вы работаете медицинской сестрой (медицинским братом) в этом детском саду, окажите ребенку медицинскую помощь.

Составьте алгоритм наложения давящей повязки при кровотечении.

Вы только на 2ом курсе начнете знакомиться с медицинскими манипуляциями, поэтому преподаватель хирургии Клейменова Татьяна Викторовна расскажет вам, как правильно составить данный алгоритм.

Просмотр видеофрагмента.

Перед вами алгоритм, о котором говорилось в видеофрагменте. Но пункты решения перепутаны. Вам необходимо, поставить их в правильном порядке.

Ответ на задание:

Обработать руки на гигиеническом уровне, обработать антисептиком.

Надеть стерильные перчатки.

Обработать рану 3% перекисью водорода, двукратно.

Наложить стерильную салфетку.

Обеспечить компрессию дополнительным материалом (салфетки, ватно-марлевая подушечка)

Забинтовать циркулярными турами. С каждым последующим туром натяжение увеличивается.

Когда повязка перестает пропитываться кровью, остановиться и зафиксировать повязку.

Критерии эффективности повязки: остановка кровотечения; наличие пульса ниже места наложения повязки; конечность приобретает багровый оттенок, т.к. остановлен венозный кровоток.

Давайте разберем данный алгоритм (отвечают в рабочем листе)

Ответьте на вопросы:

Каким способом описан данный алгоритм? (словесный)

К какому виду алгоритмов относится данный алгоритм? (циклический, т.к. цикл длится до тех пор, пока не перестанет течь кровь).

Подведение итогов. Выставление оценок.

Домашнее задание. Повторить лекционный материал. Г.А. Гальченко с. 109-113. Привести примеры медицинских алгоритмов.

Рефлексия Наше занятие завершается. Оцените свою работу и работу окружающих на занятии. Достигли ли мы поставленных задач? Где вы сможете применять полученные знания?

Студенты проводят рефлексию в электронный ресурс   / https://simpoll.ru/stats/survey/277907 (приложение Е).

Заслушиваем ответы нескольких студентов.

Список используемых источников:

Основные источники:

Ульянова Н.Д. Основные принципы алгоритмизации : учебно-методическое пособие / Н. Д. Ульянова. — Брянск : Брянский ГАУ, 2020. — 56 с. — Текст : электронный // Лань : электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/172114 (дата обращения: 01.03.2023). — Режим доступа: для авториз. пользователей.

Дополнительные источники:

Гальченко Г.А. Информатика для колледжей / Г.А. Гальченко, О.Н. Дроздова. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2017 г. - 376 стр. .

Гилярова, М.Г. Информатика для медицинских колледжей : учебник / М. Г. Гилярова. - Ростов-на-Дону : Феникс, 2017. - 526, [1] с.

Омельченко В.П. Информационные технологии в профессиональной деятельности / В.П. Омельченко., А.А. Демидова – Москва: Гэотар-Медиа, 2019 г. – 407 стр.

Угринович, Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. угринович. – 4-е изд. – М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007 . – 511 с:

Интернет-ресурсы:

Лекция №5. Алгоритм. Свойства алгоритма. Способы описания [Электронный ресурс] URL : https://pandia.ru/text/78/371/1206.php (дата обращения 02.02.2023 г.);

Алгоритм и его свойства [Электронный ресурс] URL :. https://foxford.ru/wiki/informatika/algoritm-i-ego-svoystva (дата обращения 02.02.2023 г.);

Билет 2. Вопрос 1.Способы описания алгоритмов [Электронный ресурс] URL http://www.fvn2009.narod.ru/Examinations/Tickets/Tickets2.htm (дата обращения 02.02.2023 г.);

Способы описания алгоритмов [Электронный ресурс] URL : http://www.xn--d1acjinvhdf.xn--p1ai/node/4 (дата обращения 02.02.2023 г.);

Урок 15. Способы записи алгоритмов [Электронный ресурс] URL : https://иванов-ам.рф/informatika_08_fgos/informatika_materialy_zanytii_08_15_fgos.html (дата обращения 02.02.2023 г.);

Алгоритмы манипуляций по общему терапевтическому уходу [Электронный ресурс] URL :https://www.ksma.ru/wp-content/uploads/2022/01/metodichka-po-algoritmam-manipulyacij-po-terapevticheskomu-uhodu-adamchika-2015-goda.pdf (дата обращения 02.02.2023 г.);

Картинка [Электронный ресурс] URL  uz.denemetr.com (дата обращения 4.03.2023 г.).

Генератор ребусов http://kvestodel.ru/generator-rebusov .

ПРИЛОЖЕНИЕ А. Ребусы

П
РИЛОЖЕНИЕ Б. Рабочий лист студентов

Задача №2 «Наложение давящей повязки»

В детском саду, во время игры, по неосторожности ребенок разбил стекло. Осколок вонзился в ткани нижней трети левого предплечья. Ребенок сильно испугался, выдернул стекло, сразу же началось кровотечение.

В области передней поверхности нижней трети левого предплечья имеется рана 3 см с ровными краями, кровоточит.

Вы работаете медицинской сестрой (медицинским братом) в этом детском саду, окажите ребенку медицинскую помощь.

4

3

2

1

7

6

5

Ответьте на вопросы:

Каким способом описан данный алгоритм?

К какому виду алгоритмов относится данный алгоритм?

ПРИЛОЖЕНИЕ В.

Упражнение на соответствие «Способы описания алгоритмов»

Ссылка на упражнение электронный ресурс [режим доступа]  / https://learningapps.org/watch?v=peh3tomm523

ПРИЛОЖЕНИЕ Г.

Квиз «Алгоритмы» онлайн сервис Myquiz

Вопросы:

Алгоритм – это:

правила выполнения определенных действий;

предписание исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение поставленных целей;

набор команд для компьютера.

Дискретность - свойство алгоритма означающее…

однозначность правил выполнения алгоритма;

правильность результатов выполнения алгоритма;

деление алгоритма на отдельные шаги

Какой вид алгоритма изображен на рисунке?

Линейный алгоритм

Разветвляющийся алгоритм

Циклический алгоритм

Что из предложенного является алгоритмом?

Правила техники безопасности.

Расписание занятий

Оформление пациента в стационар

С помощью какого способа описан данный алгоритм измерения температуры?

Осмотреть подмышечную впадину, при необходимости вытереть

насухо салфеткой или попросить пациента сделать это.

Расположить термометр в подмышечной области так, чтобы ртутный

резервуар со всех сторон плотно соприкасался с телом пациента

(прижать плечо к грудной клетке).

Оставить термометр в подмышечной впадине не менее чем на 5 мин

С помощью программы.

Псевдокод.

Графический способ.

Словесный способ.

Ответы:

1-б, 2- в, 3- б, 4-в, 5 – г.

https://myquiz.ru/q/27996bb5-6461-4012-a4f6-eaf560a6eec9