Занимательная информатика
Покупка
Новинка
Тематика:
Общая информатика
Издательство:
ФЛИНТА
Год издания: 2024
Кол-во страниц: 227
Дополнительно
Вид издания:
Учебно-методическая литература
Уровень образования:
ВО - Специалитет
ISBN: 978-5-9765-5592-1
Артикул: 846536.01.99
В издании представлены авторские занимательные олимпиадные задачи по информатике, которые были представлены в задачном туре Всероссийской олимпиады по теории и методике обучения информатике. Сборник может быть использовано при подготовке студентов и школьников к олимпиадам различного уровня по теоретическим основам информатики или элементарной информатике, а также для при изучении дисциплины «Теория и
методика обучения информатике» в разделе «Внеурочная деятельность по информатике», «Подготовка школьников к олимпиадам и конкурсам по информатике». Для специалистов в области методики обучения информатике и
студентов.
Тематика:
ББК:
- 3297: Вычислительная техника
- 7426: Методика преподавания учебных предметов в общеобразовательной школе
УДК:
- 004: Информационные технологии. Вычислительная техника...
- 372: Содержание и форма деятельности в дошк. восп. и нач. образов-ии. Метод. препод. отд. учеб. предметов
ОКСО:
- ВО - Бакалавриат
- 09.03.01: Информатика и вычислительная техника
- 44.03.01: Педагогическое образование
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
И.Н. Слинкина Н.Н. Устинова ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАТИКА Учебно-методическое пособие 2-е издание, стереотипное Шадринск ШГПУ 2024 Москва Издательство «ФЛИНТА» 2024
УДК 372.862+004(076.1) ББК 74.263.2+32.97я72/73 С47 Слинкина И.Н. С47 Занимательная информатика : учеб.-метод. пособие / И.Н. Слинкина, Н.Н. Устинова. — 2-е изд., стер. — Москва : ФЛИНТА, 2024. — 227 с. — ISBN 978-5-9765-5592-1 (ФЛИНТА) ; ISBN 978-5-87818-630-8 (ШГПУ). — Текст : электронный. В издании представлены авторские занимательные олимпиадные задачи по информатике, которые были представлены в задачном туре Всероссийской олимпиады по теории и методике обучения информатике. Сборник может быть использовано при подготовке студентов и школьников к олимпиадам различного уровня по теоретическим основам информатики или элементарной информатике, а также для при изучении дисциплины «Теория и методика обучения информатике» в разделе «Внеурочная деятельность по информатике», «Подготовка школьников к олимпиадам и конкурсам по информатике». Для специалистов в области методики обучения информатике и студентов. УДК 372.862+004(076.1) ББК 74.263.2+32.97я72/73 © Слинкина И.Н., ISBN 978-5-9765-5592-1 (ФЛИНТА) ISBN 978-5-87818-630-8 (ШГПУ) Устинова Н.Н., 2024 © ШГПУ, 2024 2
ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ ................................................................................................. 4 1. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ К ОЛИМПИАДАМ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ИНФОРМАТИКИ ................................. 5 1.1. Организация задачного тура дистанционной олимпиады по теории и методике обучения информатике в ШГПУ ............................. 5 1.2. Типология и примеры решений заданий задачного тура ...... 10 1.2.1. Приемы решения задач по математической логике ........ 11 1.2.2. Приемы решения задач по теории множеств ................... 24 1.2.3. Приемы решения оптимизационных задач ...................... 27 1.2.4. Приемы решения задач на теорию кодирования ............. 30 1.2.5. Приемы решения задач по теории графов ........................ 36 2. ПРИМЕРЫ ЗАНИМАТЕЛЬНЫХ ЗАДАЧ ..................................... 41 СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ............................... 213 3
ВВЕДЕНИЕ Занимательная информатика – это не только ребусы, кроссворды, викторины, интересные исторические факты и занимательные задачи на смекалку. Занимательными могут быть и олимпиадные задачи по информатике, которые содержат какую-то сюжетную линию или требуют в решении смекалки, озарения, нестандартного подхода. В настоящем пособии представлены олимпиадные задачи по теоретическим основам информатики и программированию со сказочным сюжетом. Все эти задачи авторские и подготовлены для задачного тура всероссийской дистанционной олимпиады по теории и методике обучения информатике. Задачи представляют собой сюжетные рассказы на сказочные темы, в которые вставлены стандартные задачи по теоретическим основам информатики, математической логике и теории алгоритмов. При их решении требуется не только знать стандартные приемы и алгоритмы решения задач, но и, в первую очередь, владеть навыками анализа проблемной ситуации, выделения сути явления и определения типа задач по текстовому их описанию. Первый раздел пособия посвящен общим вопросам решения задач. В нем указаны виды задач, приемы и способы их решения, даны ссылки на литературу. Во втором разделе учебно-методического пособия представлен сборник задач. Задачи структурированы по сюжетному содержанию. Все они могут быть предложены школьникам старших классов и студентам, изучающим информатику. 4
1. МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ ШКОЛЬНИКОВ И СТУДЕНТОВ К ОЛИМПИАДАМ ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ИНФОРМАТИКИ 1.1. Организация задачного тура дистанционной олимпиады по теории и методике обучения информатике в ШГПУ С 2006 года на факультете информатики, математики и естественных наук проводится Всероссийский студенческий Форум «Инновации в образовании и науке». В рамках форума проходят: − всероссийская дистанционная олимпиада по программированию для школьников и учащейся молодежи; − всероссийская дистанционная олимпиада по теории и методике обучения информатике; − всероссийская дистанционная олимпиада по информационным технологиям; − всероссийская научно-практическая конференция. Для нас наибольший интерес представляет олимпиада о теории и методике обучения информатики. Именно для нее и составляются сюжетные задачи по программированию и теоретическим основам информатики. Все задания, которые предлагаются для решения авторские и составляются они конкретно для данной олимпиады и, следовательно, их решения нельзя найти с сети Интернет, что для дистанционной формы проведения олимпиады очень важно. Организовывать прокторинг каждого участника дорого и неэффективно, так как можно при желании найти выход и получить подсказку из интернета. Авторские же задания позволяют проверить реальный уровень сформированности знаний и умений студентов и школьников по информатике. 5
Олимпиада по методике информатики традиционно состоит из четырех туров: − визитка; − теоретический тур; − методический тур; − задачный тур. Каждый год предлагается своя тематика конкурса, соответственно меняются структура и конкурсные задания для всех туров. В 2021 году олимпиада по теории и методике обучения информатике была посвящена дистанционному обучению. Участникам предлагалось порассуждать о формах, методах и средствах, используемых при дистанционном обучении, выделить особенности проведения лабораторного практикума или урока решения задач в дистанционном формате. Визитка на тему «#ВместеПроще». Задание визитки – представить страничку в социальной сети ВК, рассказывающую о команде, об успехах и достижениях участников коллектива, о методических инновациях, которые могут быть использованы в процессе обучения. На страничке можно было представить видеоматериалы о проведенных в вузе или регионе мероприятиях, в которых члены команды являлись участниками, судьями, консультантами, тренерами или педагогами. Теоретический тур «Особенности организации дистанционного обучения информатике в школе (в ссузе, вузе, системе дополнительного образования)». Каждой команде необходимо было представить в оргкомитет олимпиады научную статью по теме теоретического тура. Задачный тур. Решения задач по теоретическим основам информатики, программированию, математической логике и дискретной математике принимались в виде исходных файлов (программа на языке программирования, файл табличного редактора и др.), текстовым документом, фото или сканы решений. 6
Методический тур олимпиады был посвящен разработке методических материалов для организации дистанционного обучения информатике. Команды представляли методическую разработку проведения внеурочного мероприятия, проводимого в онлайн формате по информатике. В 2020 году олимпиада была посвящена использованию проектов в процессе обучения информатике. Визитка. Предлагалось подготовить визитку на тему «Наш главный проект – это мы и наше будущее!». Она должна была представлять собой рекламный видеоролик (2-3 минуты), рассказывающий о команде, об успехах и достижениях. В ролике могли быть использованы видеоматериалы о проведенных в вузе или регионе мероприятиях, в которых члены команды являлись участниками, судьями, консультантами, тренерами или педагогами. Дополнительно к ролику команда могла представить текстовый документ, рассказывающий о своих достижениях, сертификаты, подтверждающие участие членов команды в указанных в видеоролике мероприятиях. Теоретический тур «Организация проектной деятельности школьников по информатике». Каждая команда представляла в оргкомитет олимпиады по научную статью по теме теоретического тура. Задачный тур. В задачном туре традиционно были представлены задачи по математической логике, дискретной математике, теоретическим основам информатики, программированию. Методический тур олимпиады был посвящен разработке методических материалов для организации работы школьников над проектом по информатике. Команда должна разбиться на 2 группы: учитель и учащиеся. Учитель планирует работу над проектом, учащиеся выполняют проектную работу, получают результат, представляют его в наглядной форме. В качестве материалов учителем должны быть представлены: 7
− цели и задачи проектной деятельности; − план работы над проектом с обоснованием и описанием организации каждого этапа; − методические материалы для организации проектной деятельности (например, карточки, видео, наглядные пособия, конспект занятия). В качестве материалов учащимися должны быть представлены: − вводная часть (актуальность, цель, задачи, практическая значимость); − теоретическая и практическая части (совокупно не более 10 страниц текста, практическая часть может быть представлена продуктом); − результат проектирования в наглядной форме (например, презентация защиты, видео защиты и пр.). В 2019 году Всероссийская олимпиада по теории и методике обучения информатике была посвящена использованию робототехники в образовательном процессе. Визитка на тему «Роботы рулят». Команды должны были представить рекламный видеоролик (2-3 минуты), рассказывающий о развитии робототехники в регионе и вузе (ссузе), а также об участии членов команды в этом процессе. В ролике могли быть использованы видеоматериалы о проведенных в вузе или регионе мероприятиях, в которых члены команды являлись участниками, судьями, консультантами, тренерами или педагогами. Дополнительно к ролику команда прилагала текстовый документ, рассказывающий о своих достижениях в области образовательной робототехники, сертификаты, подтверждающие участие членов команды в указанных в видеоролике мероприятиях. Если в вузе или регионе робототехника не имеет широкого распространения, то командам предлагалось пофантазировать и представить ситуацию, что в школах региона и в вузе появились роботы и что с этим делать? 8
Теоретический тур был посвящен обучению робототехнике в образовательных организациях. Каждая команда представляла научную статью по общей теме: «Образовательная робототехника: Проблемы и перспективы». Задачный тур. В задачном туре команды имели право выбрать одно из двух представленных заданий: − задания робототехнического турнира категории «Любитель»; − задание робототехнического турнира категории «Мастер»; − задачи по математической логике, дискретной математике, теоретическим основам информатики, программированию. Команды выбирали ОДИН из предложенных вариантов. Задания по робототехнике для категорий «Любитель» и «Мастер» предлагались из турнирных заданий областного открытого турнира по робототехнике «Молочная сказка», который был проведен В ШГПУ в марте 2019 года. Для решения в день проведения задачного тура были выбраны три задачи для категории «Любитель» или одна задача для категории «Мастер». В качестве решения команда предоставляла видеофайл с прохождением испытания, фоторобота минимум в двух проекциях, файл решения в среде (графической или среде программирования). Методический тур олимпиады был посвящен разработке материалов для обучения робототехнике или проведению конкурсов и турниров по робототехнике. В качестве материалов можно было представить: − конспект урока по робототехнике; − конспект внеклассного мероприятия. В 2019 году командам предлагался дополнительный конкурс «Оч.умелые ручки». Конкурс был посвящен созданию оригинальных робототехнических конструкций, механических конструкций из робототехнических конструкторов, 3D-конструкций для турнирных 9
испытаний или полигонов. Предлагалось создать оригинальную модель и представить инструкцию по сборке. Тематика олимпиады предоставляется командам минимум за месяц до ее проведения. Задачный же тур чаще всего не зависит от тематики олимпиады и может быть дополнен лишь одной-двумя тематическими задачами. Все задачи данного тура авторские и предполагают использование стандартных алгоритмов и приемов решения к нестандартным формулировкам задач. 1.2. Типология и примеры решений заданий задачного тура Все задачи, представленные на олимпиаде, можно отнести к стандартным заданиям по теоретическим основам информатики с нестандартным сюжетом. В решении обычно не предполагается придумывание нового метода решения, необходимо определить тип задания и таким образом найти алгоритм решения. Нами выделено несколько классов задач: − задачи по математической логике; − задачи по теории кодирования; − задачи по теории множеств; − задачи на системы счисления; − транспортные задачи; − задачи по теории графов; − задачи оптимизации. Отдельный класс – олимпиадные задания по программированию, для решения которых требуются дополнительные знания и умения и некоторые из них действительно повышенного уровня сложности. Рассмотрим подробнее методы решения задач данного типа. 10