Технологическая карта урока информатики на тему «Структура данных. Графы»

Автор

Терешкина Кристина Юрьевна

Предмет

Информатика и ИКТ

Класс

Группа ПДНС-215

Учебно-методический комплекс

И. Г. Семакин

Тема

Структура данных. Графы.

Место урока в изучаемой теме, разделе, курсе:

Тип урока

Урок изучения нового материала

Цель деятельности учителя

Обучающая: Сформировать понятие «граф», охарактеризовать составные части графа, научить ориентироваться в граф-моделях.

Деятельностная: Организовать практическую работу с граф-моделями, научить строить такие граф-модели по вербальному описанию системы.

Развивающая: Создать условия для развития умения выделять главное, сравнивать, анализировать, обобщать. Способствовать развитию умения принимать самостоятельные решения.

Задачи

организовать процесс мотивации учащихся к изучению нового понятия;

ввести понятие графа;

привести одну из классификаций графов (ориентированный, неориентированный);

охарактеризовать составные части графа;

на практике научиться строить графы по вербальному описанию системы.

Термины, понятия

Граф, ориентированный граф, неориентированный вершина, ребро, цикл, сеть, дуга, петля.

Образовательные ресурсы

Авторский ЭОР: Презентация в MS Power Point на тему «Структура данных. Графы.»

Учебник: Семакин, И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень : учебник для 10–11 классов / И. Г. Семакин, Е. К. Хеннер. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2013

Раздаточный материал: Домашнее задание.

Образовательные

Личностные:

сформированность навыков сотрудничества со сверстниками, детьми младшего возраста, взрослыми в образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, проектной и других видах деятельности;

готовность и способность к образованию, в том числе самообразованию, на протяжении всей жизни; сознательное отношение к непрерывному образованию как условию успешной профессиональной и общественной деятельности;

умение продуктивно общаться и взаимодействовать в процессе совместной деятельности, учитывать позиции другого, эффективно разрешать конфликты;

осознанный выбор будущей профессии и возможностей реализации собственных жизненных планов.

Предметные:

сформированность представлений о роли информации и связанных с ней процессов в окружающем мире;

формирование представления о понятии модели и ее свойствах;

формирование умений формализации и структурирования информации, умения выбирать способ представления данных в соответствии с поставленной задачей (таблицы, схемы, графики, диаграммы);

сформированность представлений о способах хранения и простейшей обработке данных.

Метапредметные:

умение самостоятельно определять цели и составлять планы; самостоятельно осуществлять, контролировать и корректировать учебную и внеучебную (включая внешкольную) деятельность;

использовать все возможные ресурсы для достижения целей;

выбирать успешные стратегии в различных ситуациях;

умения определять понятия, создавать обобщения, устанавливать аналогии, классифицировать, устанавливать причинно-следственные связи, строить логическое рассуждение, умозаключение (индуктивное, дедуктивное и по аналогии) и делать выводы;

владение навыками познавательной рефлексии как осознания совершаемых действий и мыслительных процессов, их результатов и оснований, границ своего знания и незнания, новых познавательных задач и средств их достижения;

умение оценивать правильность выполнения учебной задачи, собственные возможности ее решения;

умение создавать, применять и преобразовывать знаки и символы, модели и схемы для решения учебных и познавательных задач.

Владеют базовыми понятиями по теме

Универсальные учебные действия (УУД)

Личностные УУД:

− смыслообразование, т. е. установление учащимися связи между результатом учения и тем, что побуждает деятельность, ради чего она осуществляется;

− оценивание усваиваемого содержания, обеспечивающее личностный моральный выбор.

Познавательные УУД:

выделение, чтение, описание объектов реальной действительности (представление информации об изучаемом объекте в виде описания: ключевых слов или понятий, текста, списка, таблицы, схемы, рисунка и т.п.);

объяснение взаимосвязи первоначальных понятий информатики и объектов реальной действительности (соотнесение их между собой, включение в свой активный словарь ключевых понятий информатики);

создание информационной модели объектов, явлений, процессов из разных областей знаний на естественном, формализованном и формальном языках;

выделение информационного аспекта задачи, оперирование данными, использование модели решения задачи;;

структурирование знаний;

извлечение необходимой информации из прослушанных текстов различных жанров;

осуществление анализа объектов с целью выделения признаков (существенных, несущественных);

синтез как составление целого из частей, в том числе самостоятельно достраивая, восполняя недостающие компоненты.

Коммуникативные УУД:

планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками – определение цели, функций участников, способов взаимодействия;

умение с достаточной полнотой и точностью выражать свои мысли в соответствии с задачами и условиями коммуникации;

владение монологической и диалогической формами речи.

Регулятивные УУД:

целеполагание как постановка учебной задачи на основе соотнесения того, что уже известно и усвоено учащимися, и того, что еще неизвестно;

умение планировать последовательность действий для достижения какой-либо цели;

планирование как определение последовательности промежуточных целей с учетом конечного результата, составление плана и последовательности действий;

прогнозирование как предвосхищение результата и уровня усвоения, его временных характеристик;

контроль в форме сличения способа действия и его результата с заданным эталоном с целью обнаружения отклонений и отличий от эталона.

адекватная самостоятельная оценка правильности выполнения действия и внесение необходимых коррективов в исполнение как в конце действия, так и по ходу его реализации.

Формы работы

Технологии, методы, приемы обучения

Программно-технические ресурсы:

Фронтальная

Словесные методы (рассказ, беседа)

Наглядные методы (демонстрация)

Практические методы (выполнение практических задач)

Необходимое техническое оборудование: компьютер учителя с мультимедийным проектором, интерактивный дисплей Flipbox (или обычная доска с маркером (мелом)).

Программное обеспечение: MS Power Point.

Организация структуры урока

1 этап. Организационный момент (3 мин.)

Цель деятельности

Деятельность учителя

Деятельность ученика

Наглядные средства, ЭОР

Включение в деловой ритм. Подготовка класса к работе.

Приветствует учащихся, проверяет готовность учеников к уроку и отмечает отсутствующих.

Приветствуют учителя.

2 этап. Постановка проблемы (7 мин.)

Выявить уровень знаний по изученному материалу. Определить типичные недостатки и ошибки. Систематизировать теоретические знания.

Активизировать знания учащихся, необходимые для изучения нового материала.

Происходит процесс актуализации знаний, полученных на прошлом уроке (по теме «Шифрование данных»).

Вызывает несколько учащихся к доске для проверки домашнего задания (т.к. задание было творческое).

Также спрашивает, в чем заключается смысл шифра Цезаря, Виженера, перестановки.

Учитель сообщает тему и цель урока. Просит записать учащихся тему и дату в тетрадь.

Учитель отмечает то, что на прошлом уроке ребята научились шифровать информацию, а на этом будут учиться ее структурировать.

Проверяют правильность выполнения домашнего задания, предлагают свои варианты выполнения.

Отвечают на вопросы.

Записывают тему и дату в тетрадь.

Сформировать познавательные мотивы.

Организация учащихся по принятию познавательной задачи.

Учитель зачитывает текст описания местности: «Наш район состоит из пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкино и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино».

Задает вопрос: Удалось ли вам представить данную местность?

3 этап. Открытие новых знаний (10 мин.)

Сформировать конкретные представления по теме и содержанию урока.

Указывает, с какой целью мы изучаем данную тему, почему она полезна, актуальна (для представления информации в виде, более понятном для восприятия и понимания, для описания структур данных при исследовании некоторой реальной системы (объекта моделирования))

Введение понятия «графа», его структурных элементов (вершин, ребер).

Отмечает, что граф отображает элементарный состав системы и структуру связей.

Указывает, что данный граф является неориентированным.

Учащиеся заносят в тетради содержание слайда.

Побуждать учащихся самих искать решение задач.

Ввести обозначения и формы записи, используемые в данной теме.

Показывает возможность использования построенного графа.

Просит указать пути, по которым можно попасть из поселка Репкино в поселок Мышкино.

Вводит возможное обозначение «пути».

Показывает на конкретном примере, что такое цикл, отмечает, что при записи цикла буквами первая и последняя из них совпадают. Приводит пример на графе, изображенном на слайде.

Указывает, что рассматриваемый граф неориентированный, а связи в нем симметричные.

Учащиеся, пользуясь изображением графа выполняют задание устно.

Записывают пути, пример цикла в тетрадь.

Показать применение изучаемого материала в реальной жизни.

Приводит пример схемы метро.

Спрашивает у учащихся, является ли данная схема графом, если да, то почему, если нет, то почему.

Спрашивает, есть в данном графе цикл, каким цветом он изображен.

Устно отвечают на вопросы.

Сформировать конкретные представления по теме и содержанию урока.

На примере из биологии вводится понятие ориентированного графа.

Спрашивает: сколько групп крови человека существует?

Отмечает, что граф, изображенный на слайде показывает возможные варианты переливания крови.

Группы крови обозначены вершинами с соответствующими номерами, стрелки указывают на возможность переливания одной группы крови человеку с другой группой крови.

Что из этого графа видно?

Отмечает, что данный граф является ориентированным, а связи в нем несимметричны.

На примере показывает структурные элементы ориентированного графа (вершины, дуги, петли).

Учащиеся заносят изображение графа в тетрадь, обозначаю его структурные элементы. Отвечают на вопросы учителя, задаваемые в ходе объяснения.

Возможные ответы: кровь I группы можно переливать любому человеку, а человек с I группой крови воспринимает только кровь своей группы. Человеку с IV группой можно переливать любую кровь, но его собственную кровь можно переливать только человеку с той же группой.

5 этап. Проверка усвоения новых знаний (время мин.)

Провести первичное обобщение. Организовать деятельность по применению новых знаний.

Предлагает учащимся выполнить в тетрадях ряд практических упражнений.

Задание № 1.

Нарисовать в виде неориентированного графа сеть, отражающую структуру дорожной сети между населенными пунктами, представленную на слайде, с учетом следующей дополнительной информации:

1) К расположенному неподалеку поселку Жучкино построили две дороги: от поселка Репкино и от поселка Мышкиною

2) Если на данном графе имеется цикл, укажите его

3) Укажите все пути от Репкино в Мышкино. Укажите самый короткий путь из них.

Просит ответить на вопросы:

Полученный граф является ориентированным или неориентированным?

К доске выходит один учащийся (либо на заготовке дополняет граф (используя flipbox), либо переносит изображение на доску).

Остальные учащиеся выполняют в тетради, проверяют правильность выполнения, сравнивая результат в тетрадях и на доске.

Учащиеся с места отвечают на вопрос.

Примерный ответ: данный граф ориентированный.

Задание № 2.

Текст задания записан на слайде. Просит учащегося, вызванного к доске, зачитать задание.

Задает вопросы:

Сколько вершин будет в графе?

Какие связи будут между ними (симметричные или не симметричные) и как мы их будем изображать?

Учащиеся слушают задание.

Учащийся у доски отвечает:

Шесть

Связи не симметричные, будем изображать стрелками.

Задание №3.

Текст задания записан на слайде. Просит учащегося, вызванного к доске, зачитать задание.

Задает вопросы:

Сколько вершин будет в графе?

Какие связи будут между ними (симметричные или не симметричные) и как мы их будем изображать?

Учащиеся слушают задание.

Учащийся у доски отвечает:

Четыре

Связи симметричные, будем изображать линиями.

Резерв: Задание №4.

Нарисовать ориентированный граф проверки учителем пачки тетрадей. В систему команд входят: проверить работу; взять тетрадь из пачки; выставить оценку; выяснить, остались ли еще не проверенные тетради.

6 этап. Итоги урока. Рефлексия (время мин.)

Анализ успешности усвоения материала.

Задает вопросы:

Для чего они нужны графы?

Что показывают графы?

Какие бывают графы?

Из чего состоят неориентированные графы?

Из чего состоят ориентированные графы?

Отвечают на вопросы.

Примерные ответы:

Для структурирования данных

Элементарный состав системы.

Симметричные и несимметричные

Вершины, ребра

Вершины, ребра, петли.

7 этап. Домашнее задание. (время мин.)

Дать информацию и инструктаж по д/з.

Раздает учащимся распечатки домашнего задания (см. Приложение 1)

Дает инструктаж по выполнению домашнего задания.