Πληροφορική (Γενικό Λύκειο)
Κατεβάστε σε μορφή PDF
 2 ώρες

Ταξινόμηση μονοδιάστατου πίνακα με τη μέθοδο της ευθείας ανταλλαγής (ή φυσαλίδας - Bubble Sort)

Γενική περιγραφή περιεχομένου: 

Το παρόν σενάριο εντάσσεται στο μάθημα "Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον" της Γ' Λυκείου και σύμφωνα με το ΦΕΚ 345/13-4-1999, στην 3η ενότητα "Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι".

Το σενάριο απευθύνεται σε μαθητές που έχουν ήδη διδαχθεί τις θεμελιώδεις έννοιες του προγραμματισμού, καθώς και τις βασικές δομές ακολουθίας, επιλογής, επανάληψης καθώς και τη δομή των μονοδιάστατων πινάκων. Οι έννοιες αυτές διδάσκονται υποχρεωτικά και εξετάζονται στις πανελλαδικές εξετάσεις της Γ' Λυκείου για την εισαγωγή στην τριτοβάθμια Εκπαίδευση.

Το σενάριο εστιάζει στο 3° κεφάλαιο του μαθήματος «Ανάπτυξη Εφαρμογών σε Προγραμματιστικό Περιβάλλον» που αναφέρεται στις δομές δεδομένων. Ειδικότερα, οι μαθητές θα εξοικειωθούν με την ταξινόμηση ενός μονοδιάστατου πίνακα με τη μέθοδο της ευθείας ανταλλαγής, στοχεύοντας αφενός στη κατανόηση του μηχανισμού ταξινόμησης και αφετέρου στη σωστή χρήση αυτής σε αλγορίθμους που θα αναπτύσσονται από τους ίδιους.

Εκπαιδευτικό Πρόβλημα: 

Όπως περιγράφεται και στο σχολικό βιβλίο, η τακτοποίηση των κόμβων μιας δομής με μία ιδιαίτερη σειρά είναι μία πολύ σημαντική λειτουργία που ονομάζεται ταξινόμηση (sorting) ή διάταξη (ordering). Η χρησιμότητα της ταξινόμησης αποδεικνύεται στην πράξη σε αναρίθμητες περιπτώσεις αναζήτησης αριθμητικών ή αλφαβητικών δεδομένων, όπως σε βιβλιοθηκονομικά συστήματα, λεξικά, τηλεφωνικούς καταλόγους και γενικά παντού όπου γίνεται αναζήτηση αποθηκευμένων αντικειμένων. Ο βασικός σκοπός, δηλαδή, της ταξινόμησης είναι να διευκολυνθεί μετέπειτα η αναζήτηση των ζητούμενων πληροφοριών.

Στον προγραμματισμό, η ταξινόμηση είναι μεν μια πολύ χρήσιμη πράξη πάνω σε μονοδιάστατους πίνακες αλλά είναι χρονοβόρα και η αλλαγή που επιφέρει στη δομή του πίνακα στον οποίο εφαρμόζεται είναι ριζική και μόνιμη. Εδώ υπάρχει και μία παρανόηση από τους μαθητές, οι οποίοι τείνουν να θεωρούν την ταξινόμηση ως μια απλή, εύκολη και γρήγορη διαδικασία η οποία μπορεί να εφαρμόζεται αλόγιστα κατά την ανάπτυξη ενός αλγορίθμου με τα αποτελέσματά της να είναι προσωρινά.

Για την ταξινόμηση δεδομένων έχουν εκπονηθεί πάρα πολλοί αλγόριθμοι. Σχετικά απλοί αλγόριθμοι είναι η ταξινόμηση με επιλογή και η ταξινόμηση με παρεμβολή. Ο πιο γρήγορος αλγόριθμος ταξινόμησης είναι η "γρήγορη ταξινόμηση" (quicksort), ενώ η ταξινόμηση φυσαλίδας είναι ο πιο απλός και ταυτόχρονα ο πιο αργός αλγόριθμος ταξινόμησης.

Φάσεις Ψηφιακού Σεναρίου: 
45 λεπτά
Φάση 1: Βάζοντας αριθμούς στη σειρά
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής.
45 λεπτά
Φάση 2: Ταξινομούμε μόνοι μας
Χώρος Διεξαγωγής: Σχολικό εργαστήριο πληροφορικής.
Διδακτικοί Στόχοι: 
  1. Να διακρίνουν μια διαδικασία ταξινόμησης.
  2. Να κατανοήσουν τον μηχανισμό λειτουργίας της ταξινόμησης ευθείας ανταλλαγής.
  3. Να εκτελούν βηματικά τον αλγόριθμο της ταξινόμησης και να παρατηρούν τα αποτελέσματα των βημάτων.
  4. Να εφαρμόζουν τον αλγόριθμο ταξινόμησης, προσαρμόζοντάς τον στις εκάστοτε απαιτήσεις.
Λέξεις κλειδιά που χαρακτηρίζουν τη θεματική του σεναρίου: 
Αλγόριθμος
ταξινόμηση φυσαλίδας
ταξινόμηση ευθείας ανταλλαγής
μονοδιάστατος πίνακας
ανάπτυξη εφαρμογών
αεππ
Υλικοτεχνική υποδομή: 
Η εκτέλεση του σεναρίου προϋποθέτει την ύπαρξη σχολικού εργαστηρίου πληροφορικής όπου ο κάθε υπολογιστής θα έχει σύνδεση στο διαδίκτυο και εγκατεστημένο το λογισμικό «Διερμηνευτής της Γλώσσας».
Δημιουργός Σεναρίου: Βασίλειος Καραΐσκος (Εκπαιδευτικός)