Декомпозиция студенттердің кодтау мәселелерін шешу жолын ұзақ мерзімді түсінуін дамыту үшін маңызды информатиканың іргелі дағдысы болып табылады. Бұл мақалада ыдырау деген не, ол не үшін маңызды және студенттердің ыдырауды үйренуін қалай жеңілдету керектігі қарастырылады.
Декомпозиция дегеніміз не?
Декомпозиция - күрделі мәселені кішірек, басқарылатын бөліктерге бөлу процесі. Бұл студенттерге бір уақытта есептің бір компонентін шешуге мүмкіндік беру арқылы кодтау жобасын жасау процесін жеңілдетеді.
Неліктен ыдырау маңызды?
Студенттер кодтауды үйрене бастағанда, олар тіл туралы жаңа және қиын жолмен ойлауға тап болады. Олар қорытындылар мен нюанстарға толы ауызекі тілдегі қарым-қатынастан кодтауда талап етілетін нақты және логикалық құрылымға ауысуы керек. Бұл түзету студенттер үшін өте қиын және көбінесе олардың табысқа жетуіне кедергі жасайды. Декомпозиция студенттерге сәтті кодтау үшін алуы керек маңызды информатика дағдылары болып табылады, өйткені ол студенттерге ауызекі тілден бастауға және оны кодтау жобасында қолдануға болатын нәрсе болғанша нақтылауға мүмкіндік береді.
Мәселені ыдырату оны шағын қадамдармен шешуге мүмкіндік береді, оның студенттерге шамадан тыс болуын болдырмауға көмектеседі. Оқушылар кодтауды бастамас бұрын есептерді кішірек бөліктерге бөлгенде, олар жобаның әрбір шағын бөлімін құрастырып, келесі бөлікке өтпес бұрын оның күтілгендей жұмыс істейтініне көз жеткізу үшін оны тексере алады. Бұл мақсатқа жету үшін қажет қадамдардың барлығын бірден кодтауға тырысқаннан әлдеқайда оңай және қателерді жоюға тырысқанда студенттердің ұзақ жобада адасып қалуынан сақтайды.
Декомпозиция процесі сонымен қатар студенттерге жобаны құруға жүйелі көзқарас береді, студенттердің шешім қабылдау жолын болжауға және тексеруге болатын азғыруды жояды. Болжау және тексеру мәселені шешудің тиімсіз тәсілі болып табылады және студенттер барған сайын күрделі кодтау мәселелерімен айналыса бастағанда ол тиімсіз болады.
Бұған қоса, жобаны декомпозициялау студенттерге өздерінің кодындағы үлгілерді анықтауға және код бөлімдерін құруға, өзгертуге және қайта пайдалануға мүмкіндік береді. Бұл жобаларды құруды және ақаулықтарды жоюды жеңілдетеді, сонымен бірге студенттерге өздері жасап жатқан кодты тереңірек түсінуге мүмкіндік береді, бұл түсінікті болашақ жобаларда пайдалануға мүмкіндік береді.
Соңында, топта робототехника жобаларын жасау үшін бірге жұмыс істейтін студенттер арасындағы ыдырау сонымен қатар ынтымақтастықты жеңілдетеді. Инженерлік жазу кітапшасында жазылған ыдыраған жоба студенттерге топтық жобаларды талқылау немесе басқа топтармен бөлісу кезінде пайдалану үшін артефакт береді.
Ыдырауды жеңілдету
Студенттер өз жобаларын құруды бастамас бұрын жоспарлау сатысында болғанда ыдырау орын алады. Студенттер өздерінің ыдырау процесін инженерлік дәптерлеріне жазып, кодтауды бастамас бұрын оны сізбен бөлісуі керек. Студенттермен инженерлік жазу кітапшаларын пайдалану туралы қосымша ақпарат алу үшін осы мақаланы қараңыз.
Студенттерге ыдырауға жақындау үшін осы қарапайым үш қадамдық құрылымды беріңіз:
- Жоба сәтті болған кезде робот көрсететін нәтижені көрсету арқылы жобаның негізгі мақсатын анықтаңыз. Бұл мақсатты инженерлік дәптерге жазыңыз.
- Мақсатқа жету үшін робот жасау керек негізгі қадамдарды анықтаңыз. Мақсатқа жету үшін робот орындауы қажет негізгі немесе үлкен суретті қадамдарды қарастырып, жазып алыңыз. Осы жоғары деңгейлі қадамдарды инженерлік дәптерге жазыңыз.
-
Негізгі қадамдарды робот әрекетінің ең кіші қадамдарына бөліңіз. Негізгі қадамдардың әрқайсысын робот орындай алатын ең кішкентай әрекетке бөліңіз. Осы ыдыраған қадамдарды инженерлік дәптерге жазыңыз.
- Робот әрекетінің әрқайсысы бір сәйкес блокпен немесе пәрменмен сәйкестендірілуі керек. Олай болмаса, қадамдарды одан әрі ыдыратуға болады.
Бұл мысалда студенттер VEXcode VR қабырға лабиринті + ойын алаңында лабиринтті аяқтау жобасын ыдыратуда.
1-қадам: Жобаның негізгі мақсатын анықтау. Мақсатты инженерлік дәптерге жазыңыз.
2-қадам: Мақсатқа жету үшін робот жасау керек негізгі қадамдарды анықтаңыз.
- Мұнда студент роботтың лабиринттің бастапқы нүктесінен соңғы нүктесіне дейін жүргізуі керек барлық әрекеттерін ойластырып, инженерлік дәптерге ретімен келтірді.
3-қадам: Негізгі қадамдарды робот әрекетінің ең кіші қадамдарына бөліңіз.
- Студенттер әрбір қадамды аяқтау үшін қажетті шамамен мәндерді анықтауға кіріседі. Бұл мәндерді VEXcode ішінде жобаны құру кезінде сынау және реттеу қажет болады.
- Студенттер әрбір ыдырайтын қадамның бір VEXcode блогына тікелей сәйкес келетінін тексеруі керек. Олай болмаса, қадамды одан әрі ыдырату керек.
Студенттер өз жобаларын жеке блоктар немесе командалар деңгейіне дейін ыдыратып болғаннан кейін, олар жобаны жоспарлау кезеңінен іске асыру кезеңіне ауыса алады. Олар 2-қадамда анықталған негізгі қадамдарды Түсініктемелерге тасымалдауы керек, содан кейін жобаларын құрастыру үшін 3-қадамнан бастап осы Түсініктемелердің әрқайсысына толық ыдырайтын әрекетке сәйкес блоктарды немесе пәрмендерді қосу керек.
Студенттер жобаларын бір уақытта бір ыдыраған қадаммен құруы керек, келесіге көшу алдында әрбір әрекетті (немесе логикалық топтастырылған мінез-құлық жиынтығын) сынау керек. Дәл осы кезеңде студенттер дұрыс параметр мәндерін анықтау үшін бар ресурстарды пайдалануы керек. Мысалы, жоғарыдағы VEXcode VR мысалында қашықтық мәндері әрбір лабиринт квадратының көлденеңінен 300 мм болатынын білу арқылы анықталды. Мәндерді анықтау әдісі жағдайға байланысты өзгереді, бірақ кодтау жобасын жасау процесінде мәндерді сынау және реттеу әрқашан қажет болады.
Оқушыларға ыдырауды үйрену кезінде қолдау көрсету
Студенттер STEM зертханасының немесе басқа VEXcode жобасының тапсырмасымен жұмыс істеуді бастамас бұрын, студенттердің сұрақтарына жауап беруге дайын болу үшін ыдыраумен өзіңіз жұмыс істеуге уақыт бөліңіз. Студенттерді кодтауды бастамас бұрын жобаның ыдыраған жоспарын көрсетуге шақырыңыз, осылайша сіз ыдырау процесін күшейтіп, тапсырманы роботтардың ең кіші мүмкін әрекеттеріне бөлгеніне көз жеткізіңіз. Студенттерге әр мінез-құлыққа сәйкес келетін блокты немесе пәрменді анықтай алуы керек екенін ескертіңіз.
- Егер студенттер жобаның мақсатына жету үшін робот жасауы керек негізгі немесе үлкен суретті бейнелеу қадамдарын елестетуде қиындықтар туындаса, оларды:
- Мақсатқа жету үшін робот жүруі керек жолды сызыңыз.
- Робот мақсатқа жету үшін қандай қадамдар жасау керек екенін көрсетіңіз.
- Мақсатқа жету үшін робот қандай қадамдар жасау керек екенін айтыңыз.
- Егер студенттер қадамдарының жеке блокқа немесе пәрмен деңгейіне дейін ыдырағанын анықтауға қиналса, олардан сұраңыз:
- Роботқа осы әрекетті орындау үшін қанша блок немесе команда қажет болады?
- Робот бұл қадамды тек бір блокты немесе пәрменді пайдаланып аяқтай ала ма?
- Бұл әрекетті роботтың кішігірім әрекеттеріне қалай бөлуге болады?
Студенттерге ыдырауды үйрену кезінде қолдау көрсету олардың болашақта информатикадағы мәселелерді шешу үшін берік негізін қамтамасыз етеді.
Сыныпта оқушылардың декомпозицияны үйренуін жеңілдету туралы көбірек сұрақтарыңыз бар ма? Олардан PD+ қауымдастығынданемесе VEX сарапшысымен сөйлесу үшін -ші сеансты жоспарлауды сұраңыз.