Выпускные экзамены никого не оставляют равнодушными: ни школьников, ни родителей, ни учителей. Учащиеся заранее старательно готовятся к государственной итоговой аттестации (ГИА) и единому государственному экзамену (ЕГЭ), листают учебники, нанимают репетиторов, находят необходимые сайты, анализируют полученную информацию.
Государственная итоговая аттестация (ГИА) – это основной вид экзамена для выпускников 9 классов в средней школе России, представляет собой форму государственного контроля освоения выпускниками основных общеобразовательных программ [2]. Сдача ГИА необходима для перехода в 10 класс или поступления в учреждения среднего профессионального образования (колледжи и техникумы). Два экзамена являются обязательными: русский и математика, два предлагаются учащимся по выбору из перечня предметов. Именно с этим и возникают сложности у школьников, встает вопрос: какой предмет выбрать и как подготовится. В качестве консультации рассмотрим ГИА по информатике и ИКТ.
При подготовке к ГИА по информатике и ИКТ следует обратить особое внимание на количество вопросов в экзамене. Часть 1 включает шесть заданий (1–6) с выбором ответа. К каждому заданию даётся четыре варианта ответа, из которых только один верный. Часть 2 включает двенадцать заданий (7–18) с кратким ответом. Часть 3 представляет собой практическое задание, которое необходимо выполнить на компьютере. Она содержит два задания (19–20), на которые следует дать развёрнутый ответ. Решением для каждого задания является файл, который необходимо сохранить.
Занимаясь этим вопросом, ученики отмечают, что информации по первым двум частям достаточно, а как разобраться с третьей, где необходимы практические навыки работы на компьютере в специальных программах. В помощь учащимся проанализируем подробно задание 20 части 3, представим его решение несколькими различными способами. Для примера используем демонстрационный вариант ГИА по информатике и ИКТ 2014 года [1].
Задание. На бесконечном поле есть горизонтальная и вертикальная стены. Левый конец горизонтальной стены соединён с нижним концом вертикальной стены. Длины стен неизвестны. В вертикальной стене есть ровно один проход, точное место прохода и его ширина неизвестны. Робот находится в клетке, расположенной непосредственно над горизонтальной стеной у её правого конца.
На рисунке указан один из возможных способов расположения стен и Робота (Робот обозначен буквой «Р») (рис.1).
Рис. 1.
Напишите для Робота алгоритм, закрашивающий все клетки, расположенные непосредственно левее и правее вертикальной стены. Проход должен остаться не закрашенным. Робот должен закрасить только клетки, удовлетворяющие данному условию. Например, для приведённого выше рисунка Робот должен закрасить следующие клетки (рис.2).
Рис. 2.
При исполнении алгоритма Робот не должен разрушиться, выполнение алгоритма должно завершиться. Конечное расположение Робота может быть произвольным.
Алгоритм должен решать задачу для любого допустимого расположения стен и любого расположения и размера прохода внутри стены.
В спецификаторе для выполнения задания 20.1 рекомендуется использование учебной среды исполнителя «Робот». В качестве такой среды может использоваться, например, учебная среда разработки «Кумир», разработанная в НИИСИ РАН (http://www.niisi.ru/kumir), или любая другая среда, позволяющая моделировать исполнителя «Робот» [3].
Для решения задач такого типа установим и запустим учебную среду разработки «Кумир» (рис.3).
Рис. 3.
Укажем, что будем использовать исполнителя Робот, для этого удалим знак | перед словосочетанием «использовать Робот», при этом ранее подсвеченное серым цветом слово «Робот» изменит окраску на зеленый (рис.4).
Рис. 4.
Как видно структура программы уже задано исполнителем. Прописано начало и конец алгоритма. Остается только верно написать тело программы. Но прежде следует ввести указанную в задании информацию: построить начальную обстановку поля и установить исполнитель в позицию. Для этого выберем в верхнем меню вкладку Инструменты –> Редактировать стартовую обстановку Робот. На появившемся поле прорисовываем стены и устанавливаем в нужное положение исполнитель (рис.5). Сохраняем обстановку как стартовую (Робот –> Сменить стартовую обстановку).
Рис. 5.
Чтобы дойти до стены можно использовать команду «влево» несколько раз, но в задании сказано, что «алгоритм должен решать задачу для любого допустимого расположения стен», то есть стена может располагаться на любом расстоянии от исполнителя, поэтому следует двигаться неизвестное число шагов влево, пока не встретим стену. Эту задачу можно реализовать с помощью создания цикла с условием «пока слева свободно» (рис.6).
Рис. 6.
Теперь нужно двигаться вверх и закрашивать клетки, значит, исполнителю придется изменить направление «вверх» и, распознавая стену, построенную слева, закрашивать поле до тех пор, пока слева несвободно (рис.7).
Рис. 7.
Подобным образом, используя цикл, проходим там, где нет стены, не закрашивая клетки, и снова повторяем ту часть программы, которая отвечает за заливку клеток цветом около стены. Затем разворачиваем исполнитель двумя дополнительными командами «влево» и «вниз», приготовив робота для движения вниз рядом со стеной, которая теперь оказывается справа. В итоге получается следующая программа:
использовать Робот
алг
нач
. нц пока слева свободно
. . влево
. кц
. нц пока не слева свободно
. . закрасить
. . вверх
. кц
. нц пока слева свободно
. . вверх
. кц
. нц пока не слева свободно
. . закрасить
. . вверх
. кц
. влево
. вниз
. нц пока не справа свободно
. . закрасить
. . вниз
. кц
. нц пока справа свободно
. . вниз
. кц
. нц пока не справа свободно
. . закрасить
. . вниз
. кц
кон
Отметим, что учащимся выражение «не справа свободно» логически непонятно, но исполнитель «робот» позволяет использовать команду «справа стена», которая является эквивалентом первой команды. При изменении алгоритма исполнитель дает такой же результат, но команды интуитивно понятны учащимся, поскольку в них нет отрицания.
Хорошим тоном в программировании считается алгоритм, дающий верный результат за меньшее количество шагов. В предыдущих примерах количество строк алгоритма было 31. Их можно уменьшить за счет добавления в цикл условий, например представленным ниже способом.
использовать Робот
алг
нач
. нц пока слева свободно
. . влево
. кц
. нц пока сверху свободно
. . если слева стена то
. . . . закрасить
. . . . вверх
. . . иначе
. . . . вверх
. . все
. кц
. влево
. нц пока снизу свободно
. . если справа стена то
. . . . закрасить
. . . . вниз
. . . иначе
. . . . вниз
. . все
. кц
кон
Одним из интересных способов решения задачи может предстать добавление логической переменной, которая будет менять направление движения исполнителя. Назовем ее «направление». Этот вариант алгоритма для тех, кто любит поразмышлять и добавить «изюминку» в программу. При прохождении роботом стены, расположенной слева от него, переменная имеет значение «да», затем при повороте и обратном ходе исполнителя, значение логической переменной изменяется на «нет».
использовать Робот
алг
нач
. лог направление
. направление := да
. нц
. . если (слева свободно) и (справа свободно) и (сверху свободно) и (снизу свободно) то
. . . . если направление то
. . . . . . вверх
. . . . . иначе
. . . . . . вниз
. . . . . . если снизу стена то
. . . . . . . . выход
. . . . . . все
. . . . все
. . . иначе
. . . . если сверху стена то
. . . . . . влево
. . . . . . вниз
. . . . . . направление := нет
. . . . все
. . все
. . если слева стена или справа стена то
. . . . закрасить
. . . . если направление то
. . . . . . вверх
. . . . . иначе
. . . . . . вниз
. . . . все
. . . иначе
. . . . если снизу стена то
. . . . . . влево
. . . . все
. . все
. кц
кон
При изменении стартовой обстановки не изменяющей условия задачи (удлинение стены, расширение и даже добавление дополнительного прохода) результат во всех выше приведенных решениях останется прежним (рис.8). Представленные программы универсальны.
Рис. 8.
Подводя итог, следует заметить, что задачи части 3 ГИА по информатике и ИКТ не столь сложно решаемые, как может показаться при прочтении задания. Школьникам требуется немного практики в написании алгоритмов, и обучающая среда «Кумир» подходит для этой цели. В отличие от частей 1 и 2 здесь учащийся может полностью раскрыться, проявить все свои знания и умения написания программ, а также показать достойные, не шаблонные способы решения.
Библиографический список
- Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов для проведения в 2014 году государственной (итоговой) аттестации (в новой форме) по ИНФОРМАТИКЕ и ИКТ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы основного общего образования [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gia.edu.ru/ru/graduates_classes/demonstration/, свободный.
- Официальный информационный портал государственной итоговой аттестации [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gia.edu.ru/ru/main/brief-glossary/, свободный.
- Спецификация контрольных измерительных материалов для проведения в 2014 году государственной (итоговой) аттестации (в новой форме) по ИНФОРМАТИКЕ и ИКТ обучающихся, освоивших основные общеобразовательные программы основного общего образования [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://gia.edu.ru/ru/graduates_classes/demonstration/, свободный.