第二节:算法是什么?

· 了解构成计算机的四个组件及其功能。

· 理解micro:bit接受输入,并在处理输入后产生输出。

· 学习micro:bit作为输入的各种不同类型的信息。

· 通过创建一个micro:bit程序来应用这些知识,该程序接收输入并产生输出。

本节课的标题是"算法是什么?"这是一个问题.

数学学得不错的同学可能一下子就能给出答案.

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准备活动
(5-10分钟)

什么是micro:bit?micro:bit由英国广播公司于2015年在英国创建,旨在向学生传授计算机科学知识。英国广播公司向英国每年7岁的学生赠送了一份微博。您可以将micro:bit视为迷你电脑。

 http://microbit.org

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电脑是什么?

组成任何计算机有4个主要组件:

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1、处理器 - 这通常是计算机内部的一个小芯片,它是计算机处理和转换信息的方式。有没有人听说过“CPU”一词?CPU代表中央处理单元。您可以将处理器视为计算机的大脑 - 处理器越快,计算机的思考速度就越快。

2、存储 - 这就是计算机记住事物的方式。内存有两种类型:

  • RAM(随机存取存储器) - 您可以将其视为计算机的短期记忆

  • 存储(也称为“硬盘”) - 这是计算机的长期存储器,即使关闭电源也可以存储信息

输入 - 这是计算机从世界获取信息的方式。在人类身上,我们的输入来自于我们的感官,例如我们的耳朵和眼睛。什么是计算机输入?键盘,鼠标,触摸屏,相机,麦克风,游戏控制器,扫描仪

4、输出 - 这是计算机显示或传递信息的方式。在人类方面,我们在谈话时用嘴巴传达信息。什么是不涉及谈话的沟通的例子?脸红,手语。什么是计算机输出的例子?监视器/屏幕,耳机/扬声器,打印机

 

 

现在,让我们来看看我们的micro:bit:

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  • 使用microbit网站上功能页面作为视觉辅助

  • 你能找到处理器吗?

  •  micro:bit有多少内存?16K,小于计算机上的许多文件!

  • 你能找到以下输入吗?按钮(板上),针脚(底座),加速度计/指南针。注意:虽然没有图示,但光传感器位于LED灯上

  • 输出在哪里?LED灯,针脚

所有计算机都需要电力才能供电。有三种方法可以为你的micro:bit:

  •  通过顶部的USB端口

  •  通过将电池组连接到电池连接器

  •  通过底部的3V引脚(不是推荐的方式为你的micro:bit供电)

在左上角,您可能会注意到您的micro:bit有蓝牙天线。这意味着您的micro:bit可以与其他micro:bit进行通信和发送信息。我们将在Radio Lesson中了解有关此功能的更多信息。


讲解
(1-5分钟)

Unplugged:你的公式&疯狂的条件

物料

· 铅笔

· 纸(或索引卡)

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在计算机编程中,算法是指令集-多个命令的集合。

比如:向左转,向右转,向后转。。这里有三条指令。。。一次性的执行就是一个指令的集合。

算法“告诉”计算机如何处理输入以及产生的输出(如果有的话)。

在数学课上看到的算法示例是“功能机器”。【美国的叫法,其实就是我们数学课堂上的“公式”】

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功能机器接受输入,处理输入,然后输出内容

输入及其输出通常记录在输入输出表中,其中x的值表示输入,y的值表示输出。见例子。

Input (x)    Output (y)

======================

    1           2

    2           4

    3           6

    4           8

常见的数学问题是确定导致给定输出的输入正在发生什么处理。在上面的示例中,每个输入都加倍(乘以2)以产生相应的输出。

Input (x)    Processing =>    Output (y)

======================================

    1            * 2             2

    2            * 2             4

    3            * 2             6

    4            * 2             8


游戏
(1-5分钟)

Unplugged:你的功能是什么?

对于此活动,学生可以成对工作,玩家A和玩家B.成对将轮流作为他们的合作伙伴的功能机器,他们将提供要处理的输入。

指导学生如何记录他们的工作。他们可以使用铅笔和纸或索引卡。在纸面上,他们可以在表格中跟踪输入和输出(参见上面的示例)。使用索引卡,玩家A可以在索引卡的一侧写入每个输入,将卡交给玩家B,然后玩家B将相应的输出写在卡的另一侧。

开始:

· 玩家B决定将在从玩家A接收的任何输入上完成的数学函数或处理*。

· 玩家B应该记下处理的功能或位并将其放在一边,不在玩家A的视线范围内。

· 然后,玩家A为玩家B提供要处理的号码。

· 玩家B处理该号码并将输出返回给玩家A.

· 然后,玩家A可以说明她认为玩家B在输入上使用的处理功能或位,以产生给定的输出。每轮输入/输出一次尝试。

· 如果玩家A声明了正确的功能,则玩家B通过显示先前隐藏的功能并且玩家切换角色并开始游戏来确认它是正确的。

· 如果玩家A没有正确猜测,则玩家A提供玩家B处理并为其提供输出的另一输入。

· 目标是玩家A在可能的最少轮数的输入/输出中找出玩家B正在使用的处理功能或位。

· 每个学生至少有一次机会成为功能机器后,在时间允许的情况下玩更多轮。

笔记:

· 可能的功能的难度级别应由教师确定,并在比赛前与学生分享。或者,教师可以提供随机发放的功能卡,供玩家使用,而不是创建自己的玩家。

· 提供输入的播放器不应仅仅猜测功能是什么。她应该能够解释为什么她认为她的输入产生了给定的输出。

· “更简单”功能的示例:

--8

--减去6

--乘以3

--除以2

· 更难的功能的例子:

--乘以2然后减去1

--平方输入

--返回20%的输入


游戏
(5-10分钟)

Unplugged:疯狂的条件

这是一个有趣的互动练习,将条件和事件处理程序作为计算机处理引入。仔细阅读整个活动,并根据课堂和课堂的需要进行调整。

制备:

· 打印并切成条状,每个条带上有一个条件

· 请注意,一些相同的条件可以给予多个学生,而其他条件只给一个学生。

· 除了第一个'BEGIN'条件外,分发条件PRINT SIDE DOWN。

· 除了'BEGIN'和'STOP'条件外,还要为每个学生提供至少两个其他条件。从中可以得出一个教训,即学生要跟踪很多不同的条件,这对于计算机来说并非如此!:)

笔记:

· 一些相同的条件可以给予多个学生,而其他条件只给一个学生。

· 从技术上讲,这些条件都是事件处理程序,因为学生只是在等待特定事件来触发它们。

· 除非另有说明,否则学生在此活动期间不会说话或发出噪音。

扩展/变化:

· 向条件添加AND,OR和AND语句。

· 创建嵌套的IF

· 让学生创建IF

· 将此活动与系统相关联,让学生创建条件,这些条件将以某种产品或某项任务的完成结束。

给所有学生这两个条件。

· 这两个条件只会被触发一次。

· 这些条件启动和停止此活动。

· 给学生PRINT SIDE UP第一个'BEGIN'条件。

如果老师写的字“ BEGIN在白板上”,
那么翻转过来在你前面的条件语句,并按照指示。

如果你在白板上看到“ 停止 ” 这个词,
那么就坐下来,交叉双臂,看着老师(微笑!)。

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将这6个条件赋予多个学生。

· 6个条件可能会被触发多次。

· 在活动期间在教室里走动以触发一些这些条件。

如果老师说“爆米花”这个词,
那么就站起来说“流行!” 一次,坐下来。

如果任何学生因任何原因站起来,
那么3次。

如果有人用绿色标记写在白板上,
那么起床并触摸房间里的绿色东西然后坐下来。

如果有人在你坐着的时候走过你,
那么你的手指会松开3次。

如果有人按下他们的手指并且你的名字上
写着 “e”字母,那么从书柜中选择一本书并坐下来。

如果有人在白板上写任何东西,
然后起身转了一整圈并坐下来。

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给以下7个条件中的每一个一个学生。

· 7个条件只会触发一次,并在白板上启动STOP的拼写。

如果老师拿起一本书,
然后起身在白板上写字母S并坐下来。

如果有人在白板上写字母S,
那么打开并关闭教室门然后坐下。

如果有人打开并关闭教室门,
那么起床并在白板上写下字母T(在字母S之后)。

如果有人在白板上写字母T,
那么起身打开和关闭灯并坐下来。

如果有人打开和关灯,
那么起床并在白板上写字母O(字母T后面)。

如果有人在白板上写字母O,
那么起床并磨一支铅笔。

如果有人削尖铅笔,
那么起床并在白板上写下字母P(字母O后面)。