ΑΕΠΠ -Δομή επιλογής με την Αλγοριθμική

1. ΔΙΔΑΚΤΙΚΟ ΣΕΝΑΡΙΟ
1.Τίτλος
Δομή επιλογής. Κατανόηση και εμβάθυνση στις έννοιες της δομής επιλογής καθώς
και των πολλαπλών επιλογών.
2. Εκτιμώμενη Διάρκεια
Τρείς (3) ώρες. Μία ώρα για τη θεωρία και ένα δίωρο στο εργαστήριο για
δραστηριότητες στο περιβάλλον της ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗΣ.
3. Ένταξη στο πρόγραμμα σπουδών / Προαπαιτούμενες γνώσεις
Εντάσσεται στα πλαίσια του μαθήματος Ανάπτυξη Εφαρμογών σε
Προγραμματιστικό Περιβάλλον της Γ΄ τάξης του ΓΕΛ.
Οι μαθητές πρέπει να είναι σε θέση να γνωρίζουν την έννοια της δομής ακολουθίας
και να μπορούν να δημιουργούν απλούς αλγορίθμους.
4. Σκοποί και στόχοι
Σκοπός
Οι δυνατότητες της αλλαγής της διαδοχικής εκτέλεσης των εντολών ενός
προγράμματος ανάλογα με τα αποτελέσματα συνθηκών που περιλαμβάνονται στις
ίδιες τις εντολές μέσω της δομής της επιλογής.
Διδακτικοί Στόχοι
• Να κατανοήσουν την αναγκαιότητα και την σπουδαιότητα της δομής
επιλογής
• Να κατανοήσουν τη δομή επιλογής καθώς και των πολλαπλών επιλογών
• Να συνδυάζουν και να εφαρμόζουν στις κατάλληλες περιπτώσεις τα είδη
των συνιστωσών της επιλογής
5. Περιγραφή
Οι μαθητές θα πρέπει να συνειδητοποιήσουν ότι με τη χρήση της δομής επιλογής
ουσιαστικά τους παρέχεται η δυνατότητα εκτέλεσης μίας ή περισσοτέρων εντολών
ανάλογα με το αποτέλεσμα ελέγχου μιας συνθήκης. Η διδασκαλία την πρώτη ώρα θα
περιλαμβάνει την παρουσίαση των περιπτώσεων της δομής επιλογής, για μία περίπτωση επιλογής,
για πλήρη επιλογή και διαδικασίες πολλαπλών επιλογών, με τη βοήθεια βίντεο-προβολέα. Η
υλοποίησή της μπορεί να γίνει είτε στο εργαστήριο, είτε στην αίθουσα. Στη συνέχεια ακολουθούν οι
δραστηριότητες των φύλλων εργασίας. Οι πρώτες δραστηριότητες του φύλλου εργασιών που θα
δοθούν στην τάξη στοχεύουν στο να κατανοήσουν οι μαθητές τη σπουδαιότητα ύπαρξης της δομής
επιλογής, και αφορούν στην εμπέδωση της δομής επιλογής απλής και σύνθετης επιλογής.
Δραστηριότητες για την εμπέδωση των διαδικασία πολλαπλών εφαρμογών καθώς και η περίπτωση
εμφωλευμένων διαδικασιών θα εμπεριέχονται στο 2ο φύλλο εργασίας. Οι δραστηριότητες στα
φύλλα θα είναι διαβαθμισμένης δυσκολίας ανάλογα πάντα με το επίπεδο των
μαθητών της συγκεκριμένης τάξης.
6. Επιστημολογική προσέγγιση και εννοιολογική ανάλυση

2. Στην πραγματικότητα πολύ λίγα προβλήματα μπορούν να επιλυθούν με τον τρόπο
της σειριακής/ακολουθιακής δομής ενεργειών. Συνήθως τα προβλήματα έχουν κάποιες
ιδιαιτερότητες και δεν ισχύουν τα ίδια βήματα για κάθε περίπτωση. Η πλέον συνηθισμένη
περίπτωση είναι να λαμβάνονται κάποιες αποφάσεις με βάση κάποια δεδομένα κριτήρια, που
μπορεί να είναι διαφορετικά για κάθε διαφορετικό στιγμιότυπο ενός προβλήματος. Οι καθημερινές
απλές μας ενέργειες περιέχουν αυτή τη διαδικασία επιλογής με βάση κάποια κατάσταση.
7. Χρήση Η/Υ
Σε πρώτη φάση ο υπολογιστής θα χρησιμοποιηθεί από τον καθηγητή προκειμένου
να παρουσιάσει σε όσο το δυνατόν πιο σύντομο χρονικό διάστημα περισσότερες πληροφορίες για
τις διάφορες συνιστώσες της δομής επιλογής και την αναγκαιότητα χρήσης τους στον
προγραμματισμό. Σε δεύτερη φάση θα χρησιμοποιηθεί το περιβάλλον της ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗΣ
προκειμένου να εξοικειωθούν οι μαθητές με τη χρήση της δομής επιλογής και να την κατανοήσουν
σε βάθος .
8. Αναπαραστάσεις των Μαθητών / Πρόβλεψη δυσκολιών.
Μια βασική αναμενόμενη δυσκολία είναι ο καθορισμός των ορίων στις συνθήκες που θα
καθορίσουν την αλλαγή στη διαδοχική εκτέλεση εντολών καθώς και τα όρια της επιλογής που
εμφωλεύει σε άλλη επιλογή.
Αδυναμία γενίκευσης: Οι αρχάριοι προγραμματιστές χρησιμοποιούν στα
προγράμματά τους μία λίστα συνεχόμενων εντολών «Αν» αντί να χρησιμοποιούν
μία εμφωλευμένη εντολή επιλογής
Ανεπαρκή νοητά μοντέλα: Οι αρχάριοι προγραμματιστές διαθέτουν ανεπαρκή
μοντέλα για τις δομές επιλογής, κυρίως για τις εμφωλευμένες. Επιπλέον, μερικές
φορές τα λάθη στα νοητά μοντέλα, των αρχάριων προγραμματιστών είναι
ανεπαίσθητα και δύσκολα να εντοπιστούν.
Αδυναμία εντοπισμού της σειράς εντολών: Οι αρχάριοι προγραμματιστές δεν
αντιλαμβάνονται σε μία πολύπλοκη σειρά κώδικα ποια εντολή επιλογής
(εμφωλευμένη ή όχι) θα πρέπει να μπει αρχικά και ποιες στη συνέχεια ώστε να
καλύπτονται όλες οι απαραίτητες συνθήκες.
9. Διδακτικό Συμβόλαιο - Διδακτικός θόρυβος.
Για τη μείωση του διδακτικού θορύβου οι μαθητές θα πρέπει να έχουν κατανοήσει πλήρως τη
δομή ακολουθίας και τις εντολές εισόδου, εξόδου και την εντολή εκχώρησης καθώς και την έννοια
της μεταβλητής. Στην φάση της εξάσκησης τους θα πρέπει να έχουν στη διάθεση τους ήδη ένα
έτοιμο παράδειγμα εφαρμογής για τον κάθε τύπο της δομής επιλογής στο οποίο θα μπορούν να
προστρέχουν κάθε φορά που συναντάνε κάποια δυσκολία. Ο τρόπος σύνταξης των εντολών των
διαφορετικών τύπων της δομής επιλογής θα πρέπει να βρίσκονται κατά τη διάρκεια της εξάσκησης
τους καταγεγραμμένοι σε εμφανές σημείο, για παράδειγμα στον πίνακα, έτσι ώστε να αποφεύγονται
οι συχνές ερωτήσεις όσον αφορά τη σύνταξη των εντολών. Στη φάση της εξάσκησης τους στο
εργαστήριο θα πρέπει να έχει εγκατασταθεί το κατάλληλο λογισμικό στον κάθε Η/Υ και να έχει
ελεγχθεί για τη λειτουργία του. Οι υπολογιστές θα πρέπει να είναι σε κατάσταση λειτουργίας ήδη με
την έναρξη του μαθήματος.
Ο καθηγητής αναμένει από τους μαθητές του την ενεργό συμμετοχή τους, το
ενδιαφέρον και την έντονη δραστηριοποίηση στα πλαίσια του μαθήματος. Οι μαθητές
αναμένουν από τον καθηγητή ευχάριστη και θετική διάθεση, αμεροληψία, νοημοσύνη και
πρωτοτυπία, έμπρακτη εκδήλωση ενδιαφέροντος για το μάθημα του και τις ικανότητες του.
10. Υποκείμενη θεωρία μάθησης

3. Η θεωρία μάθησης που θα χρησιμοποιηθεί για τη διδασκαλία της δομής επιλογής
είναι η θεωρία οικοδόμησης της γνώσης. Έτσι, προκειμένου οι μαθητές να
κατανοήσουν την αναγκαιότητα της δομής επιλογής θα χρησιμοποιηθούν οι τεχνικές
του πειραματισμού, της διερεύνησης, της ανακάλυψης (θεωρία οικοδόμησης της
γνώσης).
11. Οργάνωση τάξης - Εφικτότητα σχεδίασης
Στο εργαστήριο θα ομαδοποιηθούν οι μαθητές ανά δύο μαθητές σε κάθε
υπολογιστή όπου θα εξασκούνται στις δραστηριότητες εκ περιτροπής και σε
συνεργασία μεταξύ τους.
12. Επεκτάσεις/διασυνδέσεις των εννοιών ή των δραστηριοτήτων
Μετά την ολοκλήρωση του παρόντος σεναρίου οι μαθητές θα είναι
προετοιμασμένοι ώστε να τους γίνει μια πιο ομαλή εισαγωγή στις δομές
επανάληψης χωρίς γνωστό αριθμό επαναλήψεων (Επανέλαβε Όσο και Επανέλαβε
Μέχρι) όπου η δόμηση των συνθηκών ακολουθεί τους ίδιους κανόνες με τη δόμηση
των συνθηκών στις δομές επιλογής.
Επίσης, οι δομές επιλογής, απλές ή εμφωλευμένες, συνδέονται και με τη χρήση
λογικών τελεστών, των οποίων η χρήση επεκτείνεται και σε άλλα περιβάλλοντα
(όπως πχ. οι μηχανές αναζήτησης).
13. Τα φύλλα εργασίας
Θα δοθούν 2 φύλλα εργασίας, τα οποία παρατίθενται παρακάτω.
ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗ: 1ο Φύλλο εργασίας για τη δομή Επιλογής
Πριν ξεκινήσετε τις δραστηριότητες ανοίξτε το έγγραφο
απαντήσεις.doc από το φάκελο «Δομή επιλογής» στην επιφάνεια
εργασίας σας, ώστε να καταγράφετε εκεί τις απαντήσεις του
φύλλου εργασίας που σας έχει δοθεί. Μετονομάστε το αρχείο
σύμφωνα με τα επίθετα των μελών της ομάδας σας.
Το έγγραφο αυτό θα είναι το παραδοτέο σας, μαζί με τους αλγορίθμους που
θα προκύψουν κατά την επίλυση των παρακάτω δραστηριοτήτων.

4. Δραστηριότητα 1η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.
1) Εντοπίζετε κάποιο λάθος;
Ανοίξτε το αρχείο ep1_a.psg από το φάκελο «Δομή επιλογής» στην επιφάνεια εργασίας σας.
2) Εκτελέστε το ώστε να εκτελεσθεί την πρώτη φορά ο κλάδος του Αν… τότε και τη δεύτερη
φορά ο κλάδος του Αλλιώς.. Τέλος_αν.
Ποιες τιμές χρησιμοποιήσατε σε κάθε παράδειγμα; Εντοπίζετε τώρα το λάθος;
3) Διορθώστε τον αλγόριθμο και αποθηκεύστε το αρχείο με το όνομα σας και την επέκταση 1
στο φάκελο «Δομή επιλογής»(π.χ. efi1)
Δραστηριότητα 2η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.
Ανοίξτε το αρχείο ep1_b.psg και συμπληρώστε τις κενές συνθήκες έτσι ώστε να εκτυπώνεται
το κατάλληλο μήνυμα, ανάλογα με την είσοδο.
Αποθηκεύστε το τροποποιημένο αρχείο με το όνομά σας και το δείκτη 2. (π.χ. efi2)
Δραστηριότητα 3η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.

5. Ανοίξτε το αρχείο ep1_c1.psg και συμπληρώστε κατάλληλα τη συνθήκη έτσι ώστε να
προκύπτει πάλι το ίδιο αποτέλεσμα με αυτό της διπλανής εικόνας. ! Ουσιαστικά θα πρέπει
να αντιστρέψετε την παραπάνω συνθήκη
Αποθηκεύστε το τροποποιημένο αρχείο με το όνομά σας και το δείκτη 3. (π.χ. efi3)
Δραστηριότητα 4η
Το κόστος στάθμευσης στο πάρκινγκ του αεροδρομίου Ελευθέριος Βενιζέλος είναι 2€ την
ώρα. Όταν το όχημα παραμείνει στο χώρο στάθμευσης για περισσότερο από 24 ώρες, το
κόστος επιβαρύνεται με 10€ για «φύλαξη» του οχήματος. Σχεδιάστε αλγόριθμο που θα
ζητάει τη διάρκεια στάθμευσης και θα υπολογίζει το κόστος που της αναλογεί. Στη συνέχεια
θα προσαυξάνει το κόστος που υπολόγισε με το «ποσό φύλαξης» (εάν ασφαλώς συντρέχει
λόγος) και θα εμφανίζει στην οθόνη το κόστος που υπολόγισε. Αναπτύξτε αλγόριθμο ο
οποίος θα ζητάει τη διάρκεια στάθμευσης θα υπολογίζει το κόστος που αναλογεί και θα το
εμφανίζει.
1) Μπορείτε να εντοπίσετε ποια είναι η ενέργεια που θα εκτελεστεί ... υπό συνθήκη ;
Γράψτε τις λέξεις της εκφώνησης που περιγράφουν ακριβώς την ενέργεια που δεν
εκτελείται πάντοτε. Όχι πότε εκτελείται! Αλλά τί είναι αυτό που εκτελείται:
2)Μπορείτε να εντοπίσετε ποια είναι η ερώτηση που θα καθορίσει εάν θα εκτελεστεί η
ενέργεια; Διατυπώστε τη συμπληρώνοντας τη φράση:
«Για να εκτελεστεί η ενέργεια, θα πρέπει να απαντηθεί με ΝΑΙ η παρακάτω ερώτηση:…»
3)Ποιό στοιχείο πρέπει να γνωρίζετε προκειμένου να ... απαντήσετε τη συγκεκριμένη
ερώτηση για ένα όχημα; Διατυπώστε τη συμπληρώνοντας τη φράση:
«Το στοιχείο που χρειαζόμαστε για να απαντήσουμε την ερώτηση είναι…»
4)Διαμορφώστε την ερώτηση ... σε συνθήκη, δίνοντας ένα δικό σας όνομα στη μεταβλητή
που θα χρησιμοποιηθεί για αυτό το στοιχείο (δεδομένο) του προβλήματος:
«Η συνθήκη που υλοποιεί την ερώτηση εξετάζοντας τα δεδομένα του προβλήματος είναι η
εξής: …»

6. 5)Ανοίξτε το αρχείο ep1_c.psg από το φάκελο «Δομή επιλογής» στην επιφάνεια εργασίας
σας. Σας δίνεται ημιτελής η λύση του παραπάνω προβλήματος.
Θα πρέπει να κάνετε τις παρακάτω
ενέργειες:
•
να εισάγετε τη δομή ελέγχου
(δεν υπάρχει στον αλγόριθμο
που ανοίγετε)
•
να συμπληρώσετε τη συνθήκη
που βρήκατε
•
να εκτελέστε τον αλγόριθμο με
τις
παρακάτω
τιμές
και
συμπλήρωσε τα αποτελέσματα
που θα βρείτε στον πίνακα που
ακολουθεί:
Διάρκεια
20
24
28
Κόστος
Αποθηκεύστε το τροποποιημένο αρχείο με το όνομά σας και το δείκτη 4. (π.χ. efi4)
6)Δώστε δικές σας τιμές προσπαθώντας να αναγκάσετε τη ροή εκτέλεσης να ‘εκτραπεί’ από
τον κορμό και να περάσει από το κλωνάρι της δομής απλής επιλογής. Με ποιες τιμές το
πετυχαίνετε αυτό;
«Για να ακολουθήσει η ροή το κλωνάρι της δομής απλής επιλογής θα πρέπει η διάρκεια να
πάρει τιμές _ _ _ _ _ ύ _ _ _ _ _ από το _ _
Τέτοιες τιμές που χρησιμοποιήθηκαν, ήταν οι εξής: …»
7)Δώστε δικές σας τιμές προσπαθώντας να αναγκάσετε τη ροή εκτέλεσης να ακολουθήσει
τον κορμό του διαγράμματος και να μην περάσει από το κλωνάρι της δομής απλής επιλογής.
Με ποιες τιμές το πετυχαίνετε αυτό;
«Για να ακολουθήσει η ροή το κλωνάρι τον κορμό του διαγράμματος θα πρέπει η διάρκεια
να πάρει τιμές _______________________από το 24.
Τέτοιες τιμές που χρησιμοποιήθηκαν, ήταν οι εξής: …»
ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗ: 2ο Φύλλο εργασίας για τη δομή Επιλογής
Πριν ξεκινήσετε τις δραστηριότητες ανοίξτε το έγγραφο
απαντήσεις.doc από το φάκελο «Δομή επιλογής» στην επιφάνεια
εργασίας σας, ώστε να καταγράφετε εκεί τις απαντήσεις του
φύλλου εργασίας που σας έχει δοθεί. Μετονομάστε το αρχείο
σύμφωνα με τα επίθετα των μελών της ομάδας σας.

7. Το έγγραφο αυτό θα είναι το παραδοτέο σας, μαζί με τους αλγορίθμους που
θα προκύψουν κατά την επίλυση των παρακάτω δραστηριοτήτων.
Δραστηριότητα 1η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.
Να
φτιάξετε
αλγόριθμο
στο
περιβάλλον
της
ΑΛΓΟΡΙΘΜΙΚΗΣ ώστε να μετατρέψετε την εμφωλευμένη
Αν σε δύο απλές Αν…τότε… Τέλος_αν, με τη βοήθεια
σύνθετης συνθήκης.
Αποθηκεύστε τον νέο αλγόριθμο με το όνομά σας και το
δείκτη 1. (π.χ. efi1)
Δραστηριότητα 2η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.
1)Αν δοθεί ως είσοδος η τιμή -5 τι θα εμφανιστεί στην
οθόνη;
2)Αν δοθεί ως είσοδος η τιμή 17 τι θα εμφανιστεί
στην οθόνη;
Ανοίξτε το αρχείο ep2_b1.psg από το φάκελο «Δομή
επιλογής» στην επιφάνεια εργασίας σας και
εκτελέστε
το.
Τα
αποτελέσματα
ήταν
τα
αναμενόμενα;
Έστω ότι τροποποιούμε τον αλγόριθμο ως εξής:

8. 3) Για τις ίδιες εισόδους αναμένετε να εμφανιστούν οι ίδιες τιμές στην οθόνη; Αν όχι ποιες
τιμές αναμένετε για είσοδο αντίστοιχα -5 και 17;
Ανοίξτε το αρχείο ep2_b2.psg από το φάκελο «Δομή επιλογής» στην επιφάνεια εργασίας σας
και εκτελέστε το. Τα αποτελέσματα ήταν τα αναμενόμενα;
Έστω ότι τροποποιούμε ξανά τον αλγόριθμο ως εξής:
4) Για τις ίδιες εισόδους αναμένετε να
εμφανιστούν οι ίδιες τιμές στην οθόνη; Αν όχι
ποιες τιμές αναμένετε για είσοδο αντίστοιχα -5
και 17;
Ανοίξτε το αρχείο ep2_b3.psg από το φάκελο
«Δομή επιλογής» στην επιφάνεια εργασίας σας
και εκτελέστε το. Τα αποτελέσματα ήταν τα
αναμενόμενα;
Δραστηριότητα 3η
Δίνεται ο παρακάτω αλγόριθμος.
1)Ποια πρέπει να είναι η τιμή της μεταβλητής χ ώστε
να εμφανιστεί στην οθόνη το 2;
2) Ποια πρέπει να είναι η τιμή της μεταβλητής χ ώστε
να εμφανιστεί στην οθόνη το 3;