Πληροφορική (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 3 ώρες

Η έννοια της ταξινόμησης-Αλγόριθμος Bubble sort

40 λεπτά

Ψυχολογική προετοιμασία, ευαισθητοποίηση

Φύλλα Εργασίας

Προαπαιτούμενα συμβουλές-παρατηρήσεις

Η υλοποίηση του παρόντος σεναρίου προϋποθέτει,  (εκτός από την χρήση των φύλλων εργασίας που έχουν μεταφορτωθεί στην πλατφόρμα "Αίσωπος" ) την χρησιμοποίηση δύο ακόμη βοηθητικών αρχείων που βοηθούν και είναι καθοριστικά για την σωστή εκτέλεση των δραστηριοτήτων. Το ένα από τα δύο αρχεία είναι αρχείο του excel με μακροεντολές και κατάληξη .xlsm. Επίσης το δεύτερο αρχείο είναι ένα αρχείο της scratch με κατάληξη .sb. Επειδή στο σύστημα δεν είναι δυνατόν να «ανέβουν» αυτού του τύπου τα αρχεία, προτιμήθηκε η λύση να ανεβούν στο cloud mega.co.nz. Οπότε σε περίπτωση που γίνει αναφορά στα αρχεία αυτά θα υπάρχει link που θα επιτρέπει στο κατέβασμά τους από το cloud. Όλα τα απαραίτητα αρχεία  για το σενάριο ( ακόμη και τα φύλλα εργασίας, που έχουν ανέβει στην πλατφόρμα «Αίσωπος») είναι διαθέσιμα στους παρακάτω συνδέσμους

Περιγραφή αρχείοου

Όνομα

Σύνδεσμος

Άξονες ανάπτυξης του σεναρίου, πλην φύλλων εργασίας

Έννοια της ταξινόμησης-αλγόριθμος φυσαλίδας .docx

https://mega.nz/#!9RRFkASA!l1GsNZWx_Z2R6bW9EhVPpyzH3g8pTBSNILUf37Dg7Lk

1ο Φύλλο εργασίας

1ο Φύλλο εργασία.docx

https://mega.co.nz/#!9RIjSQYD!Iz_ttbtelf4QkjjeCRpUNAFgLE1SaVIytbWJYwPCPpQ

2ο Φύλλο εργασίας

2ο Φύλλο εργασία.docx

https://mega.co.nz/#!UN5ljTib!Gx8fGUBz3CWpUgEnCXqbu66JLA4yhtjYEMM3ZA_QraI

3ο Φύλλο εργασίας

3ο Φύλλο εργασία.docx

https://mega.co.nz/#!BAhgVKDL!0o9fb7ODzSAJodc0NiQkJShTpZoZN_4CUoN35syq5qA

Φύλλο αξιολόγησης

Φύλλο αξιολόγησης.docx

https://mega.co.nz/#!0doxQBaQ!qSGXHHiKc8rwIdehwHuhYtZTUChGrKLxuVkkMz2cbU0

Βοηθητικό αρχείο scratch

bubble sort.sb

https://mega.co.nz/#!AEAmFDLa!tLw_UwKGjSTHC17mhFRirh3VKXFHBHol0t69VdgHPGU

Βοηθητικό αρχείο Excel

Δεδομένα προς Ταξινόμηση.xlsm

https://mega.co.nz/#!dQhwDTra!ew1sOVsIynLgzgNCd786jFq75esZTX9LHjUMHoFMADg

Όλα τα παραπάνω αρχεία σε ένα συμπιεσμένο αρχείο rar

Έννοια της ταξινόμησης Αλγόρθμος φυσαλίδας.rar

https://mega.nz/#!xQgk3DKT!y2scTXcP0Zs9yIG0RAD-ZXjkNEzforMRrWC3FJtKxTs

 

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ( κατά την Τρίτη διδακτική ώρα ) το αρχείο bubble sort.sb ( απ όπου προέρχεται και η εικόνα "εξώφυλλο" του σεναρίου ). Πρόκειται για ένα αρχείο σε scratch, το οποίο δίνει στον μαθητή την δυνατότητα να παρακολουθήσει ( τόσο βηματική, όσο και αδιάλειπτη ) εκτέλεση του αλγορίθμου bubble sort. Επίσης παρουσιάζεται με οπτικοποιημένο τρόπο η έννοια της αντιμετάθεσης μεταβλητών.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1η διδακτική ώρα-Ψυχολογική προετοιμασία, ευαισθητοποίηση

Το μάθημα ξεκινάει με ερωταποκρίσεις αναφορικά με το τι σημαίνει ταξινόμηση, ποια είναι τα είδη ταξινόμησης (αύξουσα – φθίνουσα). Συνεχίζουμε με καταιγισμό ιδεών σχετικά την αναγκαιότητα της ταξινόμησης και ρωτάμε τους μαθητές πού συναντάμε λειτουργίες ταξινόμησης. Οι μαθητές αναμένεται να απαντήσουν σε: βιβλιοθήκη, ταξινόμηση χρημάτων σε ταμείο, φρούτων-αυγών ανάλογα με μέγεθος, βαθμολογία εξετάσεων, super league, λεξικό, περιεχόμενα, δημιουργία τμημάτων σε σχολείο, επαφές κινητό.  Οι απαντήσεις των μαθητών καταγράφονται στον πίνακα.  Γίνεται μία προσπάθεια σύνδεσης της έννοιας με άλλα γνωστικά αντικείμενα (μαθηματικά, υπολογιστικό φύλλο, βιολογία…)

Ο εκπαιδευτικός  ζητά από τους μαθητές να  κατεβάσουν το 1ο  Φύλλο Εργασίας (εφεξής Φ.Ε.)

 

https://mega.co.nz/#!9RIjSQYD!Iz_ttbtelf4QkjjeCRpUNAFgLE1SaVIytbWJYwPCPpQ

 

καθώς και ένα αρχείο του Excel

 

https://mega.co.nz/#!dQhwDTra!ew1sOVsIynLgzgNCd786jFq75esZTX9LHjUMHoFMADg

 

(στην ουσία πρόκειται για ένα βιβλίο εργασίας, στα φύλλα του οποίου υπάρχουν δεδομένα, με την βοήθεια των οποίων θα υλοποιηθούν οι δραστηριότητες του 1ου Φ.Ε.). Το αρχείο του excel για να λειτουργήσει σωστά και να μπορείτε να δείτε τον κώδικα σε Visual Basic, θα πρέπει να εμφανίζεται στην γραμμή εργαλείων (αφορά office 2007) η καρτέλα «προγραμματιστής». Για να γίνει αυτό θα πρέπει από το κουμπί με το λογότυπο του Office(τέρμα πάνω αριστερά) που μας εμφανίζει βασικές επιλογές ανοίγματος αποθήκευσης και εκτύπωσης, να επιλέξουμε (στο κάτω μέρος «Επιλογές Excel» και στην συνέχεια υπό την καρτέλα «Δημοφιλείς» τσεκάρουμε το κουτάκι «Εμφάνιση καρτέλας ‘Προγραμματιστής’ στην κορδέλα». Αρχικά θα πρέπει να επιλέξετε καθυστέρηση εκτέλεσης (1-10) ΠΡΙΝ  το πάτημα οποιουδήποτε από τα δύο κουμπιά BS ή I.B.S. Στην συνέχει το κουμπί γεννήτρια τυχαίων αριθμών δημιουργεί 20 τυχαίους αριθμούς από το 1 έως το 100. Τέλος το κουμπί B.S εκτελεί τον αλγόριθμο της φυσαλίδας από κάτω προς τα πάνω και το κουμπί I.B.S από πάνω προς τα κάτω. Για να σταματήσει η εκτέλεση του αλγορίθμου πατάμε από το πληκτρολόγιο ctrl+break. Τα παραπάνω ο εκπαιδευτικός θα πρέπει να τα ζητήσει από τους μαθητές ώστε να ρυθμιστούν οι υπολογιστές τους.

1η δραστηριότητα. Ο καθηγητής αναθέτει την 1η δραστηριότητα στα πλαίσια της οποίας οι μαθητές καλούνται να ανοίξουν το Φυλλο1 του βιβλίου εργασίας, όπου υπάρχει μια λίστα με 30 τυχαίους αριθμούς.  Στη συνέχεια ζητά από τους μαθητές να «εντοπίσουν» τον μικρότερο και τον μεγαλύτερο αριθμό και χρονομετρά την πρώτη σωστή απάντηση.  Ακολούθως ζητάει να ανοίξουν το Φύλλο2 που περιέχει τους παραπάνω αριθμούς ταξινομημένους και ρωτάει το ίδιο πράγμα.  Οι μαθητές διαπιστώνουν ότι ο χρόνος εντοπισμού των ζητούμενων αριθμών είναι πολύ μικρότερος.

2η δραστηριότητα. Οι μαθητές καλούνται να ανοίξουν το φάκελο «Τα έγγραφά μου»  στον υπολογιστή τους. Εκεί, ο εκπαιδευτικός έχει ήδη διαμοιράσει έναν φάκελο που περιέχει 40 αρχεία (εικόνας, βίντεο, ήχου κειμένου κλπ). Ζητάει από τους μαθητές να εντοπίσουν το μεγαλύτερο και το μικρότερο σε μέγεθος, το παλαιότερο και το νεότερο αρχείο με βάση την ημερομηνία δημιουργίας. Προκύπτει έτσι η ανάγκη της ταξινόμησης. Στην συνέχεια ζητείται να ταξινομήσουν τα αρχεία με βάση το όνομα, τον τύπο, την ημερομηνία δημιουργίας και το μέγεθος.

3η δραστηριότητα. Ο εκπαιδευτικός ζητά από τους μαθητές να ανοίξουν το Φύλλο3 στο οποίο υπάρχουν καταγεγραμμένες οι μέσες ημερήσιες θερμοκρασίες των τελευταίων 10 ετών ταξινομημένες με βάση την ημερομηνία.  Ζητά από τους μαθητές να εντοπίσουν μόνοι τους το «εργαλείο» ταξινόμησης και στη συνέχεια να ταξινομήσουν τις θερμοκρασίες πρώτα σε φθίνουσα και μετά σε αύξουσα σειρά. 

4η δραστηριότητα. Ο εκπαιδευτικός ρωτάει τους μαθητές εάν πιστεύουν ότι πίσω από το κουμπί ταξινόμησης του excel βρίσκεται κάποιος κώδικας-αλγόριθμος ταξινόμησης και καταγράφει τις απαντήσεις στον πίνακα. Ο εκπαιδευτικός στο βιβλίο εργασίας που διαμοίρασε στους μαθητές έχει δημιουργήσει στο φύλλο4  δύο κουμπιά με caption(«Πατήστε εδώ για ταξινόμηση, B.S( από το Bubble Sort») με χρήση της Visual Basic. Το κουμπί «Πατήστε εδώ για ταξινόμηση» είναι κενό (χωρίς κώδικα) και το «B.S» (που περιέχει σε visual basic τον αλγόριθμο ταξινόμησης bubble sort) ταξινομεί το περιεχόμενο των κελιών Α1:Α20 κατά αύξουσα σειρά. Ζητά από τους μαθητές να εισάγουν 20 τυχαία νούμερα στα κελιά Α1:Α20 (ή να πατήσουν το κουμπί «γεννήτρια τυχαίων αριθμών» και στην συνέχεια να πατήσουν το κουμπί «Πατήστε εδώ για ταξινόμηση». Προφανώς δεν γίνεται τίποτα αφού δεν εμπεριέχει κώδικα. Στην συνέχεια τους ζητά να πατήσουν το «B.S», οπότε τα δεδομένα ταξινομούνται. Ζητά από τους μαθητές να περάσουν σε «κατάσταση σχεδίασης» και με διπλό κλικ πάνω στα κουμπιά να δουν τι υπάρχει από πίσω. Βλέπουν ότι το «Πατήστε εδώ για ταξινόμηση» είναι κενό και ότι στο «B.S» υπάρχουν εντολές (άσχετα αν δεν τις κατανοούν). Ανακοινώνεται στους μαθητές ότι ο αλγόριθμος που βλέπουν είναι αυτός που θα διδαχθούν την επόμενη διδακτική ώρα, αλλά ακόμη δεν γίνεται αναφορά στο όνομα του αλγορίθμου(για αυτό και το κουμπί έχει τα αρχικά του ονόματος και όχι το όνομα πλήρες).

5η δραστηριότητα: Ο εκπαιδευτικός ζητά από τους μαθητές να ανοίξουν το Φύλλο5 του βιβλίου εργασίας. Το φύλλο αυτό περιέχει 10 τυχαίους αριθμούς στα κελιά Α1:Α10. Ζητά από τους μαθητές να πληκτρολογήσουν στα κελιά Β1:Β10 τους αριθμούς της στήλης Α ταξινομημένους, δημιουργώντας έτσι δίπλα στην αταξινόμητη λίστα, την ταξινομημένη. Αφού παρουσιάσουν την ταξινομημένη λίστα τους ζητάμε να μας πουν πώς σκέφτηκαν (τι αλγόριθμο δηλαδή ακολούθησαν). Καταγράφουμε τις απαντήσεις στον πίνακα.

Με αυτόν τον τρόπο προσπαθούμε να βάλουμε τους μαθητές στην διαδικασία να κρίνουν την γρηγορότερη λύση. Ρωτάμε με βάση ποιο κριτήριο αποφασίζουν ποιος αλγόριθμος είναι γρηγορότερος και προσπαθούμε να τους κατευθύνουμε στην απάντηση ότι γρηγορότερος είναι αυτός που απαιτεί τα λιγότερα βήματα.

Δημιουργός Σεναρίου: ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ ΖΟΠΤΣΗΣ (Εκπαιδευτικός)