Формирование инженерного мышления на уроках информатики

На уроках информатики кроме фундаментальных знаний учащиеся получают возможность практически их использовать: произвести численные эксперименты в электронных таблицах, составить алгоритмы расчетов на языках программирования. В курсе информатики есть такие разделы, как основы робототехники, оптимизация алгоритмов, моделирования экспериментов – типичные инженерные проблемы.

Робототехника — новое интересное направление, которое, по-видимому, развивается в рамках школьных курсов информатики и технологии. Бум робототехники во многом связан с тем, что она позволяет ответить на вопрос: «А зачем же мы, собственно, учим программирование?». Кроме того, в курсе робототехники можно познакомиться с элементарными понятиями теории автоматического управления.

 Пример 1.

На рисунке справа схема дорог Н-ского района изображена в виде графа, в таблице содержатся сведения о длинах этих дорог (в километрах). Так как таблицу и схему рисовали независимо друг от друга, то нумерация населённых пунктов в таблице никак не связана с буквенными обозначениями на графе. Определите, какова длина дороги из пункта В в пункт Е. В ответе запишите целое число – так, как оно указано в таблице.

П1 П2 П3 П4 П5 П6 П7 П1   45   10       П2 45     40   55   П3         15 60   П4 10 40       20 35 П5     15     55   П6   55 60 20 55   45 П7       35   45

Эта задача инженерной практической направленности. Необходимо применить знания знать теорию графов, формы представления информации, а также применить умение логического рассуждения.

 Пример 2.

Следующая задача – практическое применение теории игр – одного из курсов для подготовки инженера в вузах

Два игрока, Петя и Ваня, играют в следующую игру. Перед игроками лежит две кучи камней. Игроки ходят по очереди, первый ход делает Петя. За один ход игрок может

А)   добавить в любую кучу два камня;

Б)    увеличить количество камней в любой куче в два раза.

Игра завершается в тот момент, когда суммарное количество камней в двух кучах становится не менее 75. Победителем считается игрок, сделавший последний ход, т.е. первым получивший такую позицию, при которой в кучах будет 75 камней или больше. В начальный момент в первой куче было 9 камней, во второй – S камней, 1 ≤ S ≤ 65.

Задания:

При каких значениях числа S Петя может выиграть в один ход? Укажите все такие значения и соответствующие ходы Пети.

Известно, что Ваня выиграл своим первым ходом после неудачного первого хода Пети. Укажите минимальное значение S, когда такая ситуация возможна.

Укажите такое значение S, при котором у Пети есть выигрышная стратегия, причём одновременно выполняются два условия:

−  Петя не может выиграть за один ход;

−   Петя может выиграть своим вторым ходом независимо от того, как будет ходить Ваня.

Укажите значение S, при котором одновременно выполняются два условия:

-       у Вани есть выигрышная стратегия, позволяющая ему выиграть

-       первым или вторым ходом при любой игре Пети;

-       у Вани нет стратегии, которая позволит ему гарантированно выиграть первым ходом.

Для указанного значения S опишите выигрышную стратегию Вани.

 Пример 3.

В электронную таблицу занесли данные о тестировании учеников по выбранным ими предметам.

В столбце A записан код округа, в котором учится ученик, в столбце B – фамилия, в столбце C – выбранный учеником предмет, в столбце D – тестовый балл.

Всего в электронную таблицу были занесены данные по 1000 учеников.

Выполните задание

Откройте файл с данной электронной таблицей. На основании данных, содержащихся в этой таблице, ответьте на два вопроса:

1.     Сколько учеников, которые проходили тестирование по математике, набрали более 500 баллов? Ответ на этот вопрос запишите в ячейку H2 таблицы.

2.     Каков средний тестовый балл у учеников, которые проходили тестирование по математике? Ответ на этот вопрос запишите в ячейку H3 таблицы с точностью не менее двух знаков после запятой.

Умение работать с электронными таблицами – одна из компетенций любого инженера.

Количество учеников, которые выбирают информатику в качестве предмета по выбору при сдаче государственной итоговой аттестации в форме ЕГЭ и ГИА растет. Это говорит об увеличении интереса школьников к инженерным специальностям, в частности со специальностей, связанным с информационными технологиями.