Rozdělí problém na jednotlivě řešitelné části a navrhne postupy a algoritmy pro jeho řešení.
Komentář:
Žák analyzuje problém (zadání), zejména co je jeho vstupem a výstupem, dále pak požadavky na proces řešení. Hledá vztah mezi vstupem a výstupem, nachází kroky či stavy, kterými bude nutné projít. Postupně identifikuje dílčí, menší problémy, jejichž řešení přispěje k vyřešení hlavního problému. Opět určuje jejich vstupy a výstupy, neboli vzájemné návaznosti. Pokračuje takto až do stavu, kdy jsou jednotlivé dílčí podproblémy zřetelně a přímo řešitelné, ať už s využitím hotových nástrojů, jejich vytvořením, nebo zadáním jinému člověku apod.
Konkrétní realizace postupu záleží na typu řešeného problému, např. úklid bytu, organizace sportovní soutěže, strategie v počítačové hře nebo program na zrcadlové převrácení obrázku nebo na varování při výkyvech teploty v jahodovém záhoně.
V praxi se často setkáváme s problémy, které jsou příliš složité na to, aby byly řešeny najednou. Schopnost dekompozice a systematického postupu je pak podmínkou úspěchu. Řešením úloh z běžného života se žáci navíc učí odhadovat, které úlohy jsou řešitelné algoritmicky a které vyžadují například lidské rozhodnutí, tvůrčí vklad, manuální zručnost apod., a řešení tak efektivněji rozdělit mezi stroje a případný tým lidí.
Dobře strukturovaný popis problému a postupu jeho řešení zefektivňuje zadávání a ladění dotazů generativním modelům strojového učení. Schopnost rozložit problém na menší samostatně řešitelné části je základem algoritmického myšlení, které je klíčové nejen pro programování a vývoj softwaru, ale i pro efektivní řešení neinformatických problémů v praxi.
Vyučující postupně vede žáka k tomu, aby:
- rozkládal problém řešitelný posloupností navazujících jednoduchých kroků se zřetelným a jednoznačným pořadím a triviální návazností (např. cesta na mapě),
- rozkládal problém hierarchicky na fáze a jejich části, až po posloupnost jednoduchých kroků (např. delší cesta na mapě, se zastávkami),
- rozhodoval o pořadí kroků, které na sobě mohou a nemusí být závislé (např. oblékání, vaření),
- popisoval vztahy a závislosti souvisejících dílčích problémů (např. při vaření složitějšího pokrmu),
- sám posuzoval, jaká míra rozdělení problému stačí, volil nebo tvořil nástroje a postupy pro jeho řešení,
- při možnosti různého rozkladu hodnotil a vybíral ten, který vidí v dané situaci jako nejvhodnější,
- navrhl postupy a algoritmy pro jednotlivé části zvoleného rozkladu řešeného problému,
- využíval různé způsoby zápisu postupu či algoritmu, například pomocí jejich slovní nebo grafické reprezentace,
- z nalezených částečných řešení sestavil úplný popis postupu řešení původního problému.
Vazby na další OVU
Vzdělávací oblasti
Úroveň: Na začátku
Popis:
- Pojmenuje problém, určí potřebné vstupy a výstupy a vysvětlí jejich vztahy.
- Rozdělí problém na menší části, sestaví kroky do logické posloupnosti a zváží různé možnosti.
- Použije symboly k vytvoření přesnějšího a strukturovaného zápisu algoritmu a otestuje jeho funkčnost.
- Vyhodnotí různé postupy, vysvětlí své volby a navrhne, jak postupy zlepšit.
Úroveň: Na cestě
Popis:
- Rozkládá problém řešitelný posloupností navazujících jednoduchých kroků se zřetelným a jednoznačným pořadím a triviální návazností (např. cesta na mapě).
- Popisuje vztahy a závislosti souvisejících dílčích problémů (např. při vaření složitějšího pokrmu)
pod vedením učitele posuzuje, jaká míra rozdělení problému stačí. - Volí a využívá vhodný způsob zápisu postupu (grafický, slovní, různé kombinace).
- Vybere z více možností vhodný algoritmus pro řešený problém a svůj výběr zdůvodní.
- Z částečných řešení sestaví úplný popis postupu řešení původního problému.
Ilustrace
Zadání pro žáky
Připravte si návrh hry (střílečky), kdy raketa sestřeluje z oblohy hvězdy, hvězdy padají náhodně a hráč ovládá pohyb rakety do stran a střílení – vysílání blesků.
Postup ověřování
Indikátory pro posouzení, zda žák dosáhl očekávaného výsledku učení na této úrovni:
- analyzuje problém – prozkoumá a pochopí podstatu problému, formuluje vstupy a výstupy.
- rozdělí problém na jednotlivé řešitelné části: navrhne postavy – raketa, blesk, hvězdy, stanoví základní pohyb postav
| OVU | Ilustrace-INF-INF-003-ZV9-006.pdf | Stáhnout |
Aktivita se zaměřuje na týmové řešení složitějšího reálného problému - co vše je třeba zařídit při organizaci piškvorkového turnaje ve škole. Úkolem žáků je analyzovat problém, rozdělit přípravu turnaje na dílčí úkoly, zvažovat různá hlediska a navrhnout plán organizace turnaje.
Popis ověřování
Učitel sleduje, zda žák:
- Identifikuje klíčové kroky potřebné k organizaci turnaje.
- Rozkládá problém na menší, logické podproblémy.
- Navrhuje jasný a srozumitelný postup řešení (algoritmus).
- Zvažuje různé situace a okrajové podmínky.
- Efektivně komunikuje a spolupracuje s ostatními členy skupiny, respektuje jejich názory a přispívá k dosažení společného cíle.
| INF-09-06-KKC | INF-9-06-KKC.docx | Stáhnout |
Úroveň: Splněno
Popis:
- Podrobně analyzuje problém, rozhoduje o důležitosti různých okolností a o kritériích kvality řešení, určí vstupy a výstupy, nachází kroky či stavy, kterými bude nutné projít.
- Rozloží složitější problém na hierarchii fází nebo částí až po jednoduché kroky, včetně určení jejich vzájemných závislostí a posloupnosti.
- Posuzuje, jaká míra rozdělení problému stačí, při možnosti různého rozkladu hodnotí a vybírá ten, který vidí v dané situaci jako nejvhodnější.
- Navrhuje různé přístupy, nástroje a z nich plynoucí varianty postupů řešení pro jednotlivé fáze (části) problému, rozhoduje se pro ty nejvhodnější, vhodným způsobem postupy zapisuje.
- Z částečných řešení sestaví úplný popis postupu řešení původního problému.
Ilustrace
Zadání pro žáky
Vytvořte algoritmus, který umí na základě zadaných dat vypočítat obvod, obsah a úhlopříčku daného obdélníka.
Postup ověřování
Indikátory pro posouzení, zda žák dosáhl očekávaného výsledku učení na této úrovni:
- Analyzuje problém – prozkoumá a pochopí podstatu problému, formuluje vstupy a výstupy. Pro výpočet obvodu, obsahu a úhlopříčky je nutné znát strany obdélníka.
- Rozdělí problém na jednotlivé řešitelné části. Proměnné, obvod, obsah, úhlopříčka.
- Rozdělí jednotlivé řešitelné části na dílčí úkoly. Vytvoří hierarchii úkolů, identifikuje a určí priority. Moduly: zadání, obvod, obsah, úhlopříčka, formulace výsledků.
- Navrhne kroky řešení jednotlivých úkolů. Vzorce pro výpočty.
| INF-INF-002-ZV9-006, optimální úroveň | INF-INF-002-ZV9-006.docx | Stáhnout |
Aktivita se zaměřuje na týmovou spolupráci při hledání řešení složitějšího problému. Úkolem žáků je zajistit stálou teplotu vody ve vaně. Postaví zařízení, které při určitém poklesu teploty vydá signál. Žáci při návrhu i vývoji zařízení pracují v týmech a využívají soupravu PASCO sensorium a programu SPARKvue, nebo jiné obdobné vybavení (např. micro:bit s přídavnými senzory).
Popis ověřování
Učitel sleduje, zda žák:
- analyzuje problém: zkoumá relevantní okolnosti, zjišťuje chybějící informace, formuluje vstupy a výstupy a požadavky na řešení,
- diskutuje o možných důsledcích různých řešení, podává argumenty,
- reflektuje svou roli v týmu, popíše, v čem mu vyhovovala a v čem ne,
- přijímá odpovědnost za plnění různých úkolů, na základě zkušeností odůvodňuje v týmu, ve které roli může být pro tým nejvíce prospěšný,
- rozdělí jednotlivé řešitelné části na dílčí úkoly. Určí návaznosti a priority úkolů, sestaví plán práce,
- když se rozdělení či specifikace úkolů ukážou jako nevhodné, společně s ostatními členy týmu je upraví,
- křesně popíše logiku fungování výsledného zařízení, sestaví a naprogramuje potřebné součásti,
- správnost řešení ověřuje testováním,
- konstruktivně hodnotí činnost svou a jiných, vyhodnotí silné stránky členů týmu.
| INF-09-06-KKS | INF-9-06-KKS.docx | Stáhnout |
Úroveň: Minimální doporučená úroveň
Popis:
Rozdělí problém na jednotlivé řešitelné části a popíše postupy k jejich řešení.
