Προγραμματισμός (programming)
Η σημασία του προγραμματισμού στο δημοτικό
Ο προγραμματισμός είναι ίσως η πιο χρήσιμη γνώση που μπορεί να λάβει κάποιος/α τελειώνοντας τη πρωτοβάθμια εκπαίδευση. Στο Δημοτικό θέτονται οι βάσεις του προγραμματισμού για το Γυμνάσιο και το Λύκειο. Είναι η βαθμίδα εκπαίδευσης στην οποία τα παιδιά το βλέπουν απλά σαν παιχνίδι και μπορούν να αποκτήσουν πολύ καλές προγραμματιστικές γνώσεις απλά παίζοντας. Βεβαίως δεν θα χρησιμοποιήσουν περίπλοκες γλώσσες προγραμματισμού όπως είναι η java και η python, και βεβαίως δεν θα χρησιμοποιήσουν τη C++. Ο προγραμματισμός στο δημοτικό γίνεται με πολύ πιο απλά εργαλεία όπως για παράδειγμα το scratch.
Ανάπτυξη κριτικής σκέψης: Πολύ σημαντική δεξιότητα η οποία έχει άμεση εφαρμογή σε πολλά μαθήματα, από τα μαθηματικά μέχρι και τις ανθρωπιστικές επιστήμες.
Ανάπτυξη δεξιοτήτων: Μέσω των Αλγόριθμων και του προγραμματισμού, οι μαθητές/τριες μας αποκτούν τη δεξιότητα να μετατρέπουν τις ιδέες τους σε δράσεις. Συγκεκριμένα αναπτύσσουν τη δημιουργικότητα, την καινοτομία και την ανάληψη κινδύνων μέσω της δυνατότητας σχεδιασμού και διαχείρισης του έργου τους.
Αναπτύσσοντας την περιέργεια: Οι μαθητές/τριες μας μαθαίνουν με διασκεδαστικό τρόπο, αναπτύσσουν την περιέργεια τους και δεν χάνουν ποτέ το ενδιαφέρον για το μάθημα.
Τι είναι ο προγραμματισμός- τι είναι το πρόγραμμα - κώδικας
Ο προγραμματισμός είναι ο τρόπος με τον οποίο δίνουμε οδηγίες σε έναν ηλεκτρονικό υπολογιστή, ώστε να κάνει κάτι που θέλουμε. Ο υπολογιστής από μόνος του δεν «ξέρει» τι πρέπει να κάνει. Περιμένει από εμάς να του πούμε βήμα-βήμα τι ενέργειες να εκτελέσει.
Μπορούμε να φανταστούμε τον υπολογιστή σαν έναν πολύ έξυπνο, αλλά κυριολεκτικό βοηθό: ακολουθεί ακριβώς ό,τι του πεις, ούτε λιγότερο, ούτε περισσότερο. Αν οι οδηγίες είναι σωστές, ο υπολογιστής θα πετύχει το αποτέλεσμα. Αν οι οδηγίες έχουν λάθος, θα γίνει κάποιο σφάλμα.
Τι είναι το πρόγραμμα;
Ένα πρόγραμμα είναι μια ολόκληρη σειρά από τέτοιες οδηγίες, οργανωμένες με σωστή σειρά, ώστε ο υπολογιστής να μπορεί να τις ακολουθήσει και να κάνει αυτό που θέλουμε. Για παράδειγμα, πρόγραμμα ή αλλιώς ακολουθία εντολών, είναι οι οδηγίες που έχουμε, τα βήματα, για να φτιάξουμε ένα κέικ.
- Ρίξε 330 γραμμάρια ζάχαρη
- Ρίξε 250 γραμμάρια βούτυρο στο μπολ
- Χτύπησε τα στο μίξερ για 5 λεπτά, στη γρήγορη ταχύτητα
- Ρίξε 4 αυγά στο μπολ (χωρίς τα τσόφλια!)
- Χτύπησέ τα στο μίξερ για 3 λεπτά στη μεσαία ταχύτητα
- Ρίξε 330 γραμμάρια γάλα στο μπολ
- Χτύπησέ τα στο μίξερ για 3 λεπτά στη μικρή ταχύτητα
- Ρίξε 500 γραμμάρια αλεύρι κόκκινο στο μπολ
- Χτύπησέ τα στο μίξερ για 5 λεπτά στη μικρή ταχύτητα
Αν παραλείψουμε ένα βήμα σίγουρα το αποτέλεσμα θα είναι λάθος και αν αλλάξουμε κάτι σε ένα βήμα, πχ. αν βάλουμε 100 γραμμάρια ζάχαρη αντί για 330, τότε το αποτέλεσμα θα είναι διαφορετικό!
Προβλήματα και τρόποι επίλυσης
Με τον όρο πρόβλημα εννοούμε μια κατάσταση ή μια δυσκολία που χρειάζεται να αντιμετωπίσουμε. Είναι κάτι που δεν ξέρουμε ακόμα πώς να το λύσουμε και δεν είναι ξεκάθαρο από την αρχή τι πρέπει να κάνουμε. Για να το καταλάβουμε καλύτερα, ας δούμε μερικά παραδείγματα προβλημάτων:
- Θέλουμε να βρούμε τον δρόμο για να πάμε κάπου, αλλά δεν ξέρουμε τη διαδρομή.
- Θέλουμε να λύσουμε μια άσκηση στα μαθηματικά, αλλά δεν ξέρουμε ποιον τρόπο να χρησιμοποιήσουμε.
- Θέλουμε να φτιάξουμε μια κατασκευή, αλλά δεν ξέρουμε ποια βήματα πρέπει να ακολουθήσουμε.
Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις έχουμε ένα στόχο, αλλά δεν ξέρουμε αμέσως πώς να φτάσουμε σε αυτόν. Αυτό είναι ένα πρόβλημα.
Τι ονομάζουμε επίλυση ενός προβλήματος;
Η επίλυση ενός προβλήματος είναι η διαδικασία, δηλαδή τα βήματα ή οι ενέργειες, που κάνει κάποιος για να βρει τη λύση. Είναι ο τρόπος με τον οποίο προσπαθούμε να φτάσουμε στον στόχο μας.
Η επίλυση περιλαμβάνει:
Κατανόηση του προβλήματος:
Πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι ακριβώς μας ζητείται. Ποιος είναι ο στόχος; Τι γνωρίζουμε ήδη; Τι λείπει; Η κατανόηση ενός προβλήματος αποτελεί συνάρτηση δύο παραγόντων, της σωστής διατύπωσης εκμέρους του δημιουργού του και της αντίστοιχα σωστής ερμηνείας από τη μεριά εκείνου που καλείται να το αντιμετωπίσει.
Σκέψη και σχεδιασμός της λύσης:
Σκεφτόμαστε διάφορους τρόπους που ίσως μας οδηγήσουν στη λύση. Επιλέγουμε τον πιο κατάλληλο.
Εκτέλεση των βημάτων:
Ακολουθούμε τα βήματα που αποφασίσαμε για να φτάσουμε στο αποτέλεσμα.
Έλεγχος της λύσης:
Ελέγχουμε αν το αποτέλεσμα είναι σωστό. Αν δεν είναι, προσπαθούμε ξανά με άλλο τρόπο.
Παράδειγμα για καλύτερη κατανόηση
«Πώς θα μαγειρέψω μακαρόνια με σάλτσα;»
Τι ονομάζουμε επίλυση ενός προβλήματος;
Η επίλυση ενός προβλήματος είναι η διαδικασία, δηλαδή τα βήματα ή οι ενέργειες, που κάνει κάποιος για να βρει τη λύση. Είναι ο τρόπος με τον οποίο προσπαθούμε να φτάσουμε στον στόχο μας.
Η επίλυση περιλαμβάνει:
Κατανόηση του προβλήματος:
Πρέπει πρώτα να καταλάβουμε τι ακριβώς μας ζητείται. Ποιος είναι ο στόχος; Τι γνωρίζουμε ήδη; Τι λείπει; Η κατανόηση ενός προβλήματος αποτελεί συνάρτηση δύο παραγόντων, της σωστής διατύπωσης εκμέρους του δημιουργού του και της αντίστοιχα σωστής ερμηνείας από τη μεριά εκείνου που καλείται να το αντιμετωπίσει.
Σκέψη και σχεδιασμός της λύσης:
Σκεφτόμαστε διάφορους τρόπους που ίσως μας οδηγήσουν στη λύση. Επιλέγουμε τον πιο κατάλληλο.
Εκτέλεση των βημάτων:
Ακολουθούμε τα βήματα που αποφασίσαμε για να φτάσουμε στο αποτέλεσμα.
Έλεγχος της λύσης:
Ελέγχουμε αν το αποτέλεσμα είναι σωστό. Αν δεν είναι, προσπαθούμε ξανά με άλλο τρόπο.
Παράδειγμα για καλύτερη κατανόηση
«Πώς θα μαγειρέψω μακαρόνια με σάλτσα;»
Δεν το ξέρω ακόμα, άρα είναι πρόβλημα.
Για να το λύσω:
Καταλαβαίνω το πρόβλημα: Θέλω μακαρόνια με σάλτσα.
Σκέφτομαι τη λύση: Πρέπει να βράσω τα μακαρόνια, να φτιάξω τη σάλτσα…
Ακολουθώ τα βήματα: Βάζω νερό να βράσει, ρίχνω τα μακαρόνια, ετοιμάζω τη σάλτσα.
Ελέγχω το αποτέλεσμα: Έγιναν νόστιμα; Αν ναι, το πρόβλημα λύθηκε!
Ακριβώς έτσι λύνουμε και προβλήματα στα μαθήματα ή στην καθημερινή μας ζωή.
Γιατί είναι σημαντικό να ξέρουμε να λύνουμε προβλήματα;
Η ικανότητα επίλυσης προβλημάτων μας βοηθά:
- να μην απογοητευόμαστε όταν συναντάμε δυσκολίες,
- να σκεφτόμαστε με λογική και δημιουργικότητα,
- να βρίσκουμε λύσεις σε πραγματικές καταστάσεις,
- να γινόμαστε καλύτεροι σε μαθήματα όπως μαθηματικά, φυσική και προγραμματισμός.
Τι είναι το δεδομένο και η πληροφορία
Αν έχουμε τα δεδομένα (3 θερμοκρασίες): 20°C, 22°C, 19°C
Αυτοί οι αριθμοί μόνοι τους δεν μας λένε πολλά. Όμως, αν τα οργανώσουμε και πούμε:
«Η θερμοκρασία σήμερα κυμαίνεται γύρω στους 20 βαθμούς και είναι αρκετά δροσερή.»
Τότε αυτά τα δεδομένα μετατράπηκαν σε πληροφορία που έχει νόημα και μας βοηθά να καταλάβουμε τον καιρό.
Παράδειγμα 2
Δεδομένα (3 αριθμοί): 8, 9,10
Πληροφορία: «Οι βαθμοί σου φέτος από τρίμηνο σε τρίμηνο ήταν όλο και καλύτεροι! Βελτιώνεσαι. Μπράβο!»
Βλέπουμε λοιπόν ότι η πληροφορία μάς βοηθά να πάρουμε αποφάσεις, να βγάλουμε συμπεράσματα ή να κατανοήσουμε μια κατάσταση.
Τι σημαίνει ο όρος "δεδομένο";
Με τον όρο δεδομένο δηλώνεται οποιοδήποτε στοιχείο μπορεί να γίνει αντιληπτό από έναν τουλάχιστον παρατηρητή με μία από τις πέντε αισθήσεις του.
Τι σημαίνει ο όρος "πληροφορία";
Με τον όρο πληροφορία αναφέρεται οποιοδήποτε γνωσιακό στοιχείο που προέρχεται από επεξεργασία δεδομένων. Η πληροφορία δεν είναι απλώς «ακατέργαστα στοιχεία», αλλά προκύπτει αφού πρώτα έχουμε επεξεργαστεί τα δεδομένα.
Τι σημαίνει ο όρος "επεξεργασία δεδομένων";
Ο όρος επεξεργασία δεδομένων δηλώνει εκείνη τη διαδικασία κατά την οποία ένας "μηχανισμός" δέχεται δεδομένα, τα επεξεργάζεται σύμφωνα με έναν προκαθορισμένο τρόπο και αποδίδει πληροφορίες. Επί χιλιετίες ο "μηχανισμός" επεξεργασίας των δεδομένων ήταν και εξακολουθεί να είναι ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Στις μέρεςμας, ένας άλλος "μηχανισμός" επεξεργασίας δεδομένων είναι ο υπολογιστής.
Δεδομένα και πληροφορία – ποια είναι η διαφορά;
- Δεδομένα είναι απλά κομμάτια από στοιχεία χωρίς σημασία από μόνα τους. Για παράδειγμα: αριθμοί, λέξεις, μετρήσεις, ημερομηνίες.
- Η Πληροφορία είναι αυτό που προκύπτει όταν πάρουμε τα δεδομένα και τα οργανώσουμε, τα συγκρίνουμε ή τα επεξεργαστούμε ώστε να αποκτήσουν νόημα.
Αν έχουμε τα δεδομένα (3 θερμοκρασίες): 20°C, 22°C, 19°C
Αυτοί οι αριθμοί μόνοι τους δεν μας λένε πολλά. Όμως, αν τα οργανώσουμε και πούμε:
«Η θερμοκρασία σήμερα κυμαίνεται γύρω στους 20 βαθμούς και είναι αρκετά δροσερή.»
Τότε αυτά τα δεδομένα μετατράπηκαν σε πληροφορία που έχει νόημα και μας βοηθά να καταλάβουμε τον καιρό.
Παράδειγμα 2
Δεδομένα (3 αριθμοί): 8, 9,10
Πληροφορία: «Οι βαθμοί σου φέτος από τρίμηνο σε τρίμηνο ήταν όλο και καλύτεροι! Βελτιώνεσαι. Μπράβο!»
Βλέπουμε λοιπόν ότι η πληροφορία μάς βοηθά να πάρουμε αποφάσεις, να βγάλουμε συμπεράσματα ή να κατανοήσουμε μια κατάσταση.
Περισσότερα στους παρακάτω σύνδεσμους:
Γιατί η πληροφορία είναι σημαντική;
Η πληροφορία:
Η πληροφορία:
- Μας βοηθά να μαθαίνουμε νέα πράγματα.
- Μας επιτρέπει να λύνουμε προβλήματα.
- Μας δίνει τη δυνατότητα να παίρνουμε σωστές αποφάσεις (π.χ., τι να φορέσω σήμερα; χρειάζομαι ομπρέλα;).
- Είναι απαραίτητη στους υπολογιστές για να λειτουργούν σωστά.
Δομή προβλήματος
Ας πούμε ότι θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα ρομποτάκι που κινείται. Αυτό είναι ένα μεγάλο πρόβλημα.
Αν το δούμε ολόκληρο, μπορεί να μας φαίνεται δύσκολο. Αν όμως το αναλύσουμε:
Γιατί η ανάλυση προβλήματος είναι τόσο σημαντική;
Τι είναι η δομή ενός προβλήματος;
Όταν μιλάμε για τη δομή ενός προβλήματος, εννοούμε τα μέρη από τα οποία αποτελείται το πρόβλημα και τον τρόπο που αυτά τα μέρη συνδέονται μεταξύ τους.
Όταν μιλάμε για τη δομή ενός προβλήματος, εννοούμε τα μέρη από τα οποία αποτελείται το πρόβλημα και τον τρόπο που αυτά τα μέρη συνδέονται μεταξύ τους.
Όπως ένα σπίτι έχει:
- δωμάτια,
- πόρτες και
- παράθυρα,
έτσι και ένα πρόβλημα έχει διάφορα κομμάτια που το σχηματίζουν.
Για να καταλάβουμε καλύτερα ένα πρόβλημα, πρέπει να δούμε:
Τι σημαίνει ανάλυση του προβλήματος;
Η ανάλυση ενός προβλήματος είναι η διαδικασία κατά την οποία σπάμε ένα μεγάλο και δύσκολο πρόβλημα σε μικρότερα και πιο απλά προβλήματα, ώστε να τα καταλάβουμε και να τα λύσουμε πιο εύκολα.
Είναι σαν να προσπαθούμε να λύσουμε ένα μεγάλο παζλ:
Για να καταλάβουμε καλύτερα ένα πρόβλημα, πρέπει να δούμε:
- Τι ακριβώς ζητάει.
- Ποια στοιχεία μας δίνει.
- Ποιες είναι οι ενέργειες που ίσως χρειαστεί να κάνουμε.
- Ποιο είναι το τελικό αποτέλεσμα που θέλουμε.
Τι σημαίνει ανάλυση του προβλήματος;
Η ανάλυση ενός προβλήματος είναι η διαδικασία κατά την οποία σπάμε ένα μεγάλο και δύσκολο πρόβλημα σε μικρότερα και πιο απλά προβλήματα, ώστε να τα καταλάβουμε και να τα λύσουμε πιο εύκολα.
Είναι σαν να προσπαθούμε να λύσουμε ένα μεγάλο παζλ:
- Αν το κοιτάμε ολόκληρο, φαίνεται δύσκολο.
- Αν όμως το χωρίσουμε σε μικρότερα κομμάτια, μπορούμε να τα βάλουμε στη θέση τους ένα-ένα.
- Ξεκινάμε καταγράφοντας τα βασικά μέρη (τη δομή) του προβλήματος.
- Έπειτα χωρίζουμε το πρόβλημα σε μικρότερα κομμάτια.
- Αν κάποιο μικρό κομμάτι είναι ακόμη δύσκολο, το χωρίζουμε ξανά σε ακόμη πιο μικρά.
- Συνεχίζουμε μέχρι όλα τα μικρά προβλήματα να γίνουν τόσο απλά, ώστε να μπορούμε να τα λύσουμε.
Ας πούμε ότι θέλουμε να κατασκευάσουμε ένα ρομποτάκι που κινείται. Αυτό είναι ένα μεγάλο πρόβλημα.
Αν το δούμε ολόκληρο, μπορεί να μας φαίνεται δύσκολο. Αν όμως το αναλύσουμε:
- Πρέπει να φτιάξω το σώμα του ρομπότ.
- Πρέπει να συνδέσω τους τροχούς.
- Πρέπει να συνδέσω τη μπαταρία.
- Πρέπει να γράψω τις εντολές για να κινείται.
- Και κάθε ένα από αυτά μπορεί να χωριστεί σε ακόμη πιο μικρά βήματα!
Γιατί η ανάλυση προβλήματος είναι τόσο σημαντική;
- Μας βοηθά να μην απογοητευτούμε μπροστά σε μια δύσκολη εργασία.
- Μας επιτρέπει να οργανώσουμε τη σκέψη μας.
- Μας προετοιμάζει για τον προγραμματισμό, όπου σχεδόν όλα τα προβλήματα λύνονται με μικρά, λογικά βήματα.
- Κάνει την επίλυση πολύ πιο εύκολη και ξεκάθαρη..
Με ποιους τρόπους παρουσιάζεται η ανάλυση ενός προβλήματος; Η ανάλυση αυτή ενός προβλήματος παρουσιάζεται με δύο τρόπους:
Φραστικά: δηλαδή στη φυσική γλώσσα που μιλάμε.
Διαγραμματικά: για τη γραφική απεικόνιση της δομής ενός προβλήματος χρησιμοποιείται συχνότατα η διαγραμματική αναπαράσταση.
Καθορισμός απαιτήσεων: η σωστή επίλυση ενός προβλήματος προϋποθέτει τον επακριβή προσδιορισμό των δεδομένων τα οποία παρέχει το πρόβλημα. Απαιτεί επίσης τη λεπτομερειακή καταγραφή των ζητουμένωνπου αναμένονται ως αποτελέσματα της επίλυσης του προβλήματος.
Ποια είναι τα τρία στάδια αντιμετώπισης ενός προβλήματος.
Κατανόηση: όπου απαιτείται η σωστή και πλήρης αποσαφήνιση των δεδομένων και των ζητούμενων του προβλήματος.
Ανάλυση: όπου το αρχικό πρόβλημα διασπάται σε άλλα επιμέρους απλούστερα προβλήματα.
Επίλυση: όπου υλοποιείται η λύση του προβλήματος, μέσω της λύσηςτων επιμέρους προβλημάτων.
Αλγοριθμική σκέψη
Αρχικά, τα παιδιά μαθαίνουν να σκέφτονται συγκροτημένα και να κατανοούν το μηχανισμό επίλυσης ενός προβλήματος. Αυτό θα θέσει τις βάσεις, ώστε να μπορέσουν μια μέρα να προγραμματίζουν αν το θέλουν. Καλλιεργώντας λογική σκέψη, δημιουργικότητα, δεξιότητες επίλυσης προβλημάτων και αυτοδιάθεση για μάθηση, τα παιδιά αρχίζουν να γνωρίζουν τις βασικές αρχές του προγραμματισμού και εκπαιδεύουν την προσωπική τους κρίση.
Η ικανότητα επίλυσης ενός προβλήματος με το σχεδιασμό, την εκτέλεση, τη δοκιμή και τη βελτίωση ενός προγράμματος υπολογιστή μεταφέρεται και σε άλλους τομείς της ζωής. Την πρώτη φορά που ένα παιδί γράφει ένα πρόγραμμα και κάνει έναν υπολογιστή να εκτελέσει κάτι, υπάρχει μια άμεση αίσθηση ικανοποίησης και ενίσχυση της αυτοπεποίθησης του.
Σε γενικές γραμμές, το coding για παιδιά περιλαμβάνει online εφαρμογές και παιχνίδια προγραμματισμού τα οποία χαρακτηρίζονται από έτοιμα blocks που μοιάζουν με κομμάτια puzzle ενώ συνθέτονται και εκτελούνται στον εκάστοτε browser που χρησιμοποιείτε.
Η επιστήμη της πληροφορικής και του προγραμματισμού ακολουθεί την αλγοριθμική σκέψη. Με διακριτά βήματα για κάθε διαδικασία επίλυσης προβλημάτων, τα παιδιά μαθαίνουν να αποδομούν ένα σύνθετο πρόβλημα σε μικρότερα βήματα και να ακολουθούν την πορεία επίλυσης ευκολότερα. Ας δούμε, όμως, τον αλγόριθμο από μια πιο κοντινή ματιά. Έπειτα θα εξηγήσουμε καλύτερα πώς είναι για ένα παιδί να παρακολουθεί μαθήματα προγραμματισμού και τι αποτελέσματα μπορείτε να περιμένετε από αυτό.
Όταν ένα παιδί κατακτήσει την αλγοριθμική σκέψη, θα είναι σε θέση να διαπιστώνει την ύπαρξη αλγορίθμων παντού γύρω του. Φυσικά, όλα όσα έμαθε θα είναι εύκολο να τα εφαρμόζει πλέον και στα μαθήματα του σχολείου του. Ακόμη και σε μαθήματα που φαινομενικά δεν σχετίζονται με τον προγραμματισμό (όπως π.χ. η έκθεση), η αλγοριθμική σκέψη βοηθά τα παιδιά στο να οργανώνουν τις ιδέες τους, να επικοινωνούν με σαφήνεια και να αντιμετωπίζουν προβλήματα με αυτοπεποίθηση χωρίς άγχος.
Αλγόριθμος
Ο αλγόριθμος πήρε το όνομά του από τον Πέρση μαθηματικό του 8ου αιώνα, Αλ Χουαρίζμι (Muḥammad ibn Mūsā al-Khwārizmī). Ο Αλ Χουαρίζμι ασχολήθηκε με την επίλυση αλγεβρικών προβλημάτων, την τριγωνομετρία, την αστρονομία και τη γεωγραφία. Συγκεκριμένα ο όρος «άλγεβρα» σχετίζεται και πάλι με τον ίδιο, αφού προέρχεται από τον τίτλο του βιβλίου του. Ο τίτλος περιέχει τη λέξη “al-jabr”, που σημαίνει «ολοκλήρωση» ή «επανασύνδεση». Πέντε αιώνες αργότερα, το όνομά του καταξιωμένου μαθηματικού ξεκίνησε να ταυτίζεται με τη περιγραφή του τρόπου επίλυσης κάποιου προβλήματος κι έτσι ο αλγόριθμος σήμερα πρακτικά καθρεφτίζει τη λογική της επίλυσης προβλημάτων.
Αλγόριθμος είναι μια ακολουθία εντολών για την επίλυση μιας κατηγορίας συγκεκριμένων προβλημάτων ή για την εκτέλεση ενός υπολογισμού.
Περισσότερες πληροφορίες στον παρακάτω σύνδεσμο από το βιβλίο του μαθήματος της πληροφορικής της Α' Γυμνασίου:
Ένας αλγόριθμος χρησιμοποιεί τις εντολές που του έχουμε θέσει ως είσοδο και μας φέρνει ένα αποτέλεσμα. Κάπως έτσι είναι φτιαγμένα όλα τα λογισμικά που ξέρουμε και χρησιμοποιούμε καθημερινά, για να κάνουμε τη ζωή μας ευκολότερη. Οι αλγόριθμοι υπάρχουν παντού γύρω μας, ακόμα και στην καθημερινή μας ζωή. Πέρα από τη σύνδεσή τους με την τεχνολογία, τη φυσική και τα μαθηματικά, μπορεί κανείς να βρει αλγοριθμικές ακολουθίες οπουδήποτε. Για παράδειγμα, μια απλή συνταγή μαγειρικής αλγοριθμικά αποτυπώνεται ως εξής:
- Τηγάνι στο μάτι της κουζίνας
- Αν όχι αντικολλητικό
- Προσθήκη λαδιού
- Άναμμα ματιού σε δυνατή φωτιά
- Προσθήκη λαχανικών
- Προσθήκη αλατιού
- Ανακάτεμμα κάθε 2’
- Επανάληψη μέχρι το φαγητό να είναι έτοιμο
- Σερβίρισμα
- Αν σερβίρισμα σε χρόνο > 10’ τότε
- Φαγητό κρύο
- Διαφορετικά
- Φαγητό ζεστό
Βίντεο επεξήγησης αλγορίθμου
Αλγόριθμική απεικόνιση
Ο αλγόριθμος απεικονίζεται με 4 τρόπους:
- Με ελεύθερο κείμενο (freetext), που αποτελεί τον πιο ανεπεξέργαστο τρόπο παρουσίασης αλγορίθμου.
- Με διαγραμματικές τεχνικές (διαγράμματα ροής), που συνιστούν ένα γραφικό τρόπ ο παρουσίασης του αλγορίθμου.
- Με φυσική γλώσσα (natural language) κατά βήματα.
- Με κωδικοποίηση (coding), δηλαδή με ένα πρόγραμμα που όταν εκτελεσθεί θα δώσει τα ίδια αποτελέσματα με τον αλγόριθμο.
Διαγράμματα ροής
Ένα διάγραμμα ροής αποτελείται από ένα σύνολο γεωμετρικών σχημάτων, όπου το καθένα δηλώνει μία συγκεκριμένη ενέργεια ή λειτουργία. Τα γεωμετρικά σχήματα ενώνονται μεταξύ τους με βέλη, που δηλώνουν τη σειρά εκτέλεσης των ενεργειών αυτών. Τα κυριότερα γεωμετρικά σχήματα είναι:
Στο παρακάτω παράδειγμα μπορείς να δεις πως γίνεται η αλγοριθμική απεικόνιση ενός απλού προγράμματος σε scratch με διάγραμμα ροής δεδομένων.
Παραάδειγμα
Ενα ψάρι βρίσκεται στο βυθό. Αν στέκεται πάνω σε μπλε κοράλι θα πρέπει να στρίψει δδεξιά. Αν στέκεται πάνω σε κόκκινο κοράλι θα πρέπει να στρίψει αριστερά. Φτιάξε το διάγραμμα ροής.
Δραστηριότητα: Το πρόβλημα του βαρκάρη (photodentro)
Ψευδοκώδικας
https://pseudo.gloglossa.gr/ (συγγραφή αλγορίθμων για υπολογιστές)
https://gloglossa.gr/ (συγγραφή προγραμμάτων για υπολογιστές)
https://pseudoglossa.com/#Home (εφαρμογή για κινητά)
Η ψευδογλώσσα είναι μια υποθετική-τεχνητή γλώσσα για την αναπαράσταση - κωδικοποίηση αλγορίθμων. Κατά τη διατύπωση του αλγόριθμου με ψευδογλώσσα δίνεται προτεραιότητα στην κατανόησή του από τον άνθρωπο, παρά από ένα υπολογιστικό μηχάνημα. Για να γράψουμε ένα πρόγραμμα χρησιμοποιώντας ψευδοκώδικα (ή όπως διαφορετικά ονομάζεται Γλώσσα) πρέπει να ακολουθήσουμε κάποιους κανόνες.
Στην αρχή (1) ξεκινάω με τη λέξη Αλγόριθμος -κενό- και το όνομα του προβλήματος
Για είσοδο δεδομένων χρησιμοποιούμε την εντολή ΔΙΑΒΑΣΕ
Για έξοδο δεδομένων χρησιμοποιούμε τις εντολές ΕΜΦΑΝΙΣΕ ή ΕΚΤΥΠΩΣΕ ή ΓΡΑΨΕ
Τελειώνω το πρόβλημα με τη λέξη Αλγόριθμος -κενό- και το όνομα του προβλήματος
Επίσης στον παρακάτω πίνακα δίνονται τα αριθμητικά σύμβολα που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε μέσα στον ψευδοκώδικα.
Για να καταλάβουμε καλύτερα πως γράφουμε ένα πρόβλημα (αλγόριθμο) σε ψευδογλώσσα δες το παρακάτω παράδειγμα:
Πρόβλημα: Βρες το μέσο όρο των τριμήνων ένος μαθητή ή μίας μαθήτριας στο μάθημα ΤΠΕ.
Στη συνέχεια αφού γράψω τον ψευδοκώδικα πατώ το κουμπί Εκτέλεση και συμπληρώνω από κάτω τις ερωτήσεις. Στο τέλος βγαίνει αυτόματο ο τελικός μέσος όρος.
Στη συνέχεια γράφουμε το πρόγραμμα στη σελίδα https://gloglossa.gr/ του παραπάνου αλγορίθμου, όπως στην παρακάτω εικόνα:
Δραστηριότητα 1
Γράψε σε ψευδοκώδικα το παρακάτω πρόβλημα:
Ο παππούς θέλει να μοιράσει στα δύο εγγόνια του ένα χαρτζιλίκη ανάλογα με την ηλικία τους. Για παράδειγμα αν ο εγγονός είναι 12 θα του δώσει 12€. Να γραφεί πρόγραμμα σε μορφή ψευδοκώδικα που θα διαβάζει το χαρτζιλίκι που θα μοιράσει ο παππούς στα δύο εγγόνια του, ανάλογα με την ηλικία τους, καθώς και τις ηλικίες και τα ονόματα των εγγονών, θα υπολογίζει και θα εμφανίζει το όνομα καθενός και τα χρήματα που του αναλογούν.
Δραστηριότητα 2
Γράψε σε ψευδοκώδικα το παρακάτω πρόβλημα Μαθηματικών της ΣΤ':
Σε ένα εργοστάσιο εργάζονται 150 άτομα. Τα 3/5 των ατόμων είναι γυναίκες και οι υπόλοιποι άντρες.
α. πόσες είναι οι γυναίκες;
β. Πόσοι είναι οι άντρες;
Δραστηριότητα 3
Γράψε σε ψευδοκώδικα το παρακάτω πρόβλημα Μαθηματικών της ΣΤ':
Ο πατέρας ξόδεψε τα 6/10 της μπογιάς που είχε αγοράσει. Η μπογιά που ξόδεψε ήταν 30 λίτρα. Πόσα λίτρα ήταν όλη η μπογιά που είχε αγοράσει;
Δραστηριότητα 4
Γράψε σε ψευδοκώδικα το παρακάτω πρόβλημα Μαθηματικών της ΣΤ':
Λύσε την παρακάτω εξίσωση: 8Χ−3=6Χ−1
Η ΓλωσσοΜάθεια είναι ένα ολοκληρωμένο Ελληνικό εκπαιδευτικό περιβάλλον προγραμματισμού.Η ΓλωσσοΜάθεια παρέχει όλες τις διευκολύνσεις που απαιτούνται για την αρμονική εξοικείωση των μαθητών με τις έννοιες ενός προγραμματιστικού περιβάλλοντος. Ιδιαίτερη μέριμνα έχει ληφθεί για την απρόσκοπτη συγγραφή του κώδικα, αλλά και για την εμφάνιση αναλυτικών μηνυμάτων σφάλματος, κατανοητών ακόμα και από αρχάριους χρήστες. Σε περίπτωση που το πρόγραμμα είναι σωστό, είναι δυνατόν να εκτελεστεί με επιλεγόμενη ταχύτητα και πλήρως παραμετροποιήσιμη παρακολούθηση τιμών για μεταβλητές και εκφράσεις.
Notepad++
Το Notepad++ είναι ένα από τα παλαιότερα και πιο διαδεδομένα προγράμματα στο είδος του. Πρόκειται για ένα εργαλείο που αντικαθιστά το κλασικό σημειωματάριο (Notepad) των Windows και είναι σχεδιασμένο για να επεξεργάζεσαι κώδικα.
Ιδανικό για προγραμματιστές που επιθυμούν να το χρησιμοποιήσουν αλλά και για νέους χρήστες που θέλουν να πειραματιστούν στην χρήση και επεξεργασία κώδικα και γενικότερα στον προγραμματισμό. Υποστηρίζει πολλές γλώσσες προγραμματισμού και φυσικά είναι δωρεάν και ανοικτού κώδικα. Το Notepad++ είναι γραμμένο σε γλώσσα C++, είναι πολύ γρήγορο πρόγραμμα και έχει εξαιρετικά μικρό μέγεθος.
Φυσικά, εκτός από προγραμματιστές, μπορεί να το χρησιμοποιήσει οποιοσδήποτε ως ένα απλό αλλά συνάμα ισχυρό επεξεργαστή κειμένου. Το περιβάλλον εργασίας του προγράμματος, διαθέτει την Ελληνική γλώσσα.
Το Notepad++ είναι ένα από τα παλαιότερα και πιο διαδεδομένα προγράμματα στο είδος του. Πρόκειται για ένα εργαλείο που αντικαθιστά το κλασικό σημειωματάριο (Notepad) των Windows και είναι σχεδιασμένο για να επεξεργάζεσαι κώδικα.
Ιδανικό για προγραμματιστές που επιθυμούν να το χρησιμοποιήσουν αλλά και για νέους χρήστες που θέλουν να πειραματιστούν στην χρήση και επεξεργασία κώδικα και γενικότερα στον προγραμματισμό. Υποστηρίζει πολλές γλώσσες προγραμματισμού και φυσικά είναι δωρεάν και ανοικτού κώδικα. Το Notepad++ είναι γραμμένο σε γλώσσα C++, είναι πολύ γρήγορο πρόγραμμα και έχει εξαιρετικά μικρό μέγεθος.
Φυσικά, εκτός από προγραμματιστές, μπορεί να το χρησιμοποιήσει οποιοσδήποτε ως ένα απλό αλλά συνάμα ισχυρό επεξεργαστή κειμένου. Το περιβάλλον εργασίας του προγράμματος, διαθέτει την Ελληνική γλώσσα.
Μαθαίνω να προγραμματίζω χωρίς να έχω προηγούμενη γνώση προγραμματισμού. Μαθαίνω κώδικα μέσα από το παιχνίδι. Παρακάτω υπάρχουν ιστοσελίδες που μπορούν να βοηθήσουν σε αυτό το κομμάτι. Η συγκεκριμένη ενότητα απευθύνεται σε μαθητές/τριες όλων των τάξεων του Δημοτικού. Η διδασκαλία προγραμματισμού υπολογιστών σε παιδιά, αποκτά όλο και πιο σημαντική θέση στην ανάπτυξη δεξιοτήτων αναλυτικής σκέψης και αλγοριθμικής επίλυσης προβλημάτων. Σε αυτή την ενότητα, οι μαθητές/τριες χρησιμοποιούν τις γλώσσες προγραμματισμού Python, scratch, javascript με blocks/τουβλάκια. Η εισαγωγή στον προγραμματισμό είναι πολύ διασκεδαστική.
Ας ξεκινήσουμε με τα βασικά. Υπάρχουν δύο τύποι κωδικοποίησης:
- κωδικοποίηση βάσει κειμένου και
- κωδικοποίηση βάσει μπλοκ.
Για κάποιον που δεν έχει κωδικοποιήσει ποτέ πριν, η κωδικοποίηση που βασίζεται σε κείμενο μοιάζει βασικά με ένα σωρό τυχαία γράμματα, αριθμούς και αγκύλες σε μια μαύρη οθόνη. Από την άλλη πλευρά, όταν κοιτάζετε την κωδικοποίηση που βασίζεται σε μπλοκ στην οθόνη, θα δείτε πολλά διαφορετικά πολύχρωμα μπλοκ παρόμοια με κομμάτια παζλ.
Η εξέταση της κωδικοποίησης βάσει κειμένου μπορεί γρήγορα να σας αποθαρρύνει από το να προσπαθήσετε ακόμη και να μάθετε στο παιδί σας να κωδικοποιεί, καθώς μπορεί να φαίνεται αδύνατο να καταλάβετε γιατί οι περισσότεροι γονείς επιλέγουν την κωδικοποίηση μπλοκ. Ωστόσο, αυτός είναι ακριβώς ο λόγος που οι εταιρείες έχουν βρει δημιουργικούς τρόπους για να δείξουν ότι η εκμάθηση κώδικα δεν χρειάζεται να είναι δύσκολη, ανεξάρτητα αν το παιδί σας θέλει να αρχίσει να μαθαίνει πώς να κωδικοποιεί με μια διεπαφή που βασίζεται σε κείμενο ή σε μπλοκ.
Η κωδικοποίηση βάσει μπλοκ είναι ο απλούστερος και διασκεδαστικός τρόπος για να ξεκινήσουν προγραμματισμό τα παιδιά. Περιλαμβάνει μεταφορά και απόθεση στοιχείων αντί να γράφει κώδικα, ενώ τα παιδιά εξακολουθούν να μαθαίνουν για τη λογική κωδικοποίησης. Είναι ένα εξαιρετικό σημείο εκκίνησης για να μάθετε να κωδικοποιείτε.
Η φωτεινή και πολύχρωμη διεπαφή κωδικοποίησης που βασίζεται σε μπλοκ είναι ελκυστική και διασκεδαστική για τα περισσότερα παιδιά. Παρέχει οπτικές ενδείξεις μέσω προκαθορισμένων ομάδων κώδικα (μπλοκ), όπως συμβάντα, στοιχεία ελέγχου, εντολές, βρόχους, συνθήκες και άλλα. Αυτά τα μπλοκ μπορούν να επιλεγούν, να τροποποιηθούν και να ακολουθηθούν για τη δημιουργία και εκτέλεση παιχνιδιών, εφαρμογών, κινούμενων εικόνων και άλλων.
Γιατί χρησιμοποιούμε κωδικοποίηση με μπλοκ;
Ένα περιβάλλον κωδικοποίησης μπλοκ βελτιώνει τη δυνατότητα εκμάθησης για αρχάριους. Ευνοεί την αναγνώριση έναντι της ανάκλησης και μειώνει το γνωστικό φορτίο ενσωματώνοντας υπολογιστικά μοτίβα σε μπλοκ. Επιπλέον, τα μπλοκ αποτρέπουν σφάλματα και βελτιώνουν την κατανόηση της δομής του προγράμματος.
Εν ολίγοις, για να είναι κατάλληλο ένα περιβάλλον προγραμματισμού για αρχάριους, ο σχεδιασμός του πρέπει να επικεντρώνεται στη δυνατότητα εκμάθησης. Η κωδικοποίηση που βασίζεται σε μπλοκ έχει αποδειχθεί αποτελεσματική σε αυτό. Μερικές από τις καλύτερες πλατφόρμες κωδικοποίησης μπλοκ είναι το Scratch, το Blockly και το Code.org.
ΤED-ED «ΣΚΕΨΟΥ ΣΑΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΗΣ – THINK LIKE A CODER»
Η σειρά αυτή 10 επεισοδίων παρακολουθεί ένα κορίτσι, την Έθικ και το φίλο της, ένα ρομπότ, τον Χέτζ, καθώς προσπαθούν να σώσουν τον κόσμο. Στην προσπάθειά τους οι δυο φίλοι θα κληθούν να επιλύσουν μια σειρά από προγραμματιστικά προβλήματα. Ξεκινούν μια προσπάθεια να συλλέξουν τρία αντικείμενα και πρέπει να λύσουν τον τρόπο τους μέσω μιας σειράς γρίφων προγραμματισμού.
Επισόδειο 1: Η Έθικ ξυπνά σε ένα μυστηριώδες κελί. Μπορεί αυτή και ο Χέτζ να λύσουν τους προγραμματιστικούς γρίφους που εμποδίζουν τη διαφυγή τους;
Επισόδειο 2: Έθικ και Χέτζ αναζητούν τον ηγέτη της Αντίστασης. Μπορούν να λύσουν τους γρίφους που εμποδίζουν το δρόμο τους;
Επισόδειο 3: Έθικ και Χέτζ πρέπει να σαμποτάρουν τα φουρνό-μποτ για να φτάσουν στην πρώτη τους κατασκευή. Μπορούν να βρουν μια διέξοδο;
Επισόδειο 4: Πώς μπορούν να κλέψουν την πρώτη κατασκευή (ο κόμβος της δύναμης – the node of power). Μπορούν να την πάρουν χωρίς να ανακαλυφθούν;
Επισόδειο 5: Έθικ και Χέτζ φτάνουν στο δάσος 198 αναζητώντας τη δεύτερη κατασκευή. Μπορούν να κρυφτούν από τους φρουρούς για να φτάσουν στον πύργο;
Επισόδειο 6: Έθικ και Χέτζ και Octavia πρέπει να βρουν έναν τρόπο να διασχίσουν την απέραντη χαράδρα για να φτάσουν στον πύργο. Μπορούν να το κάνουν πριν επιστρέψουν οι φρουροί;
Επισόδειο 7: Έθικ και Χέτζ βρίσκονται σε έναν τεράστιο πύργο. Μπορούν να περάσουν τα ρεύματα ενέργειας για να φτάσουν στον Κόμβο της Δημιουργίας – Node of Creation;
Επισόδειο 8: Έθικ και Χέτζ βρίσκονται σε μια σειρά μονοπατιών. Μπορούν να βρουν το σωστό πριν να συλληφθούν;
Επισόδειο 9: Έθικ και Χέτζ και Lemma έχουν φτάσει στην τελευταία κατασκευή: Ο Κόμβος της Μνήμης – the Node of Memory. Μπορούν να το ανακτήσουν πριν φτάσουν τα bots;
Επισόδειο 10: Μπορεί η Έθικ να φτάσει στο World Machine και να εμποδίσει τον Χέτζ να καλύψει τον κόσμο σε έναν τεράστιο λαβύρινθο;
.png "English"){kind=small}
