Algoritmické myšlení – 4. třída

umime.to/MTL

Algoritmické myšlení je součást obecnějšího informatického myšlení, která se zaměřuje na navrhování algoritmů.

Co zahrnuje algoritmické myšlení?

Algoritmus je přesně daný postup, kterým řešíme určitý problém. Algoritmické myšlení se typicky využívá při programování, tj. při zápisu algoritmů, které provádí počítač. Má však svoje využití i v běžném životě: typickými příklady jednoduchých algoritmů jsou recepty na vaření nebo instrukce k sledování cesty z jednoho místa na druhé.

Algoritmické myšlení zahrnuje nejen tvorbu algoritmu, ale i další související kroky:

Porozumění problému, jasná formulace problému.
Abstrakce, rozklad problému na podčásti, odlišení podstatných prvků od těch, které jsou méně důležité.
Zvážení různých přístupů k řešení problému, porovnání efektivity algoritmů, optimalizace postupů.
Porozumění algoritmu, který vymyslel někdo jiný, a jeho provedení.
Hledání a opravování chyb.

Algoritmické myšlení v

Téma dělíme na několik podtémat:

Rozpoznávání vzorů – vyhledávání společných vzorů a vlastností, vzory v posloupnostech, popis vzorů
Posloupnosti příkazů – skládání algoritmů z více příkazů
Cykly a podmínky – opakované a podmíněné vykonávání příkazů
Proměnné – práce se stavovou informací, ukládání hodnot do proměnných
Funkce a zobecňování – zobecňování (abstrakce) vzorů, rozklad (dekompozice) problémů na části, použití funkcí
Vývoj programů – ladění, hledání chyb

Příklady v této části staví především na „mikrosvětech“, což jsou jednoduchá, intuitivní prostředí s omezeným množstvím příkazů a současně zajímavou dynamikou. Jsou začleněny jak variace na často používané principy (želví grafika, robot na mřížce), tak originální variace jako kouzla nebo deaktivace bomby.

Pro zápis programů zde využíváme blokové programování, k jehož použití nabízíme samostatný metodický text pro učitele.

Rozhodovačka

Rychlé procvičování výběrem ze dvou možností.

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Společná vlastnost

Společná vlastnost: slova

Společná vlastnost: emodži

Vzory v posloupnostech

Číselné řady obrázkově

Popis vzorů

Číselné řady s popisem

Odhalování skrytých pravidel

Slovní vztahy

Rozklad obrázků na části

Vzory z dlaždic

Posloupnosti příkazů

Pořadí příkazů

Vláček: posloupnost akcí

Posloupnosti kouzel

Deaktivace bomby: posloupnosti

Vstup a výstup

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Opakovací kouzla

Deaktivace bomby: opakování

Podmínky a větvení

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek

Deaktivace bomby: podmínky

Funkce a zobecňování

Funkce bez parametrů

Opakovací kouzla

Rozhodovačka • lehké

Přesouvání

Přesouvání kartiček na správné místo. Jednoduché ovládání, zajímavé a neotřelé úlohy.

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Společná vlastnost

Společná vlastnost: obrázky

Společná vlastnost: slova

Společná vlastnost: příšerky

Trojice

Vzory v posloupnostech

Postupná přeměna

Doplňování řad: čísla

Doplňování řad: symboly

Popis vzorů

Popis vzorů: Vyšívání

Odhalování skrytých pravidel

Vztahy slov

Kouzelné hůlky

Obrázkový mixér

Rozklad obrázků na části

Obrázky a vrstvy

Rozklad obrázků

Rozklad obrázků (s opakováním)

Posloupnosti příkazů

Pořadí příkazů

Sběr odpadu

Bloudící myš

Stavby z kostek

Posloupnosti kouzel

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Sběr vlajek

Včelí smyčky

Opakovací kouzla

Podmínky a větvení

Oblékání příšerek

Funkce a zobecňování

Abstrakce

Domino: abstrakce

Bloudící myš

Přesouvání • střední

Označování

V zadaném obrázku či textu máte za úkol označit všechny oblasti, které splňují určitou vlastnost.

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Stejné vzory

Hledání dvojic

Společná vlastnost

Vzory v posloupnostech

Vetřelci v řadě: obrázky

Vetřelci v řadě: čísla

Vetřelci na mřížce: obrázky

Vetřelci na mřížce: čísla

Odhalování skrytých pravidel

Vybarvování: tajné pravidlo

Deaktivace bomby: tajné pravidlo

Rozklad obrázků na části

Překrývání tvarů

Vykrajování tvarů

Vzory z dlaždic

Posloupnosti příkazů

Pořadí příkazů

Průzkum vesmíru: pořadí příkazů

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Průzkum vesmíru: opakování

Podmínky a větvení

Deaktivace bomby: podmínky

Proměnné

Proměnné: základní princip

Deaktivace bomby: proměnné

Proměnné: obecné principy

Průzkum vesmíru: proměnné

Funkce a zobecňování

Abstrakce

Funkce bez parametrů

Průzkum vesmíru: funkce

Vetřelci v řadě: čísla

Označování • střední

Pexeso

Hledání dvojic, které k sobě patří.

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Stejné vzory

Vločky

Kytičky

Náramky

Stejné grafy

Knoflíky a nitě

Společná vlastnost

Společná vlastnost: znaky a čísla

Popis vzorů

Zápis klikyháků

Rozklad obrázků na části

Rozklad obrázků

Rozklad tvarů

Rozklad obrázků (s opakováním)

Barevné dlaždice

Posloupnosti příkazů

Základní akce

Pořadí příkazů

Posloupnosti kouzel

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Opakovací kouzla

Funkce a zobecňování

Abstrakce

Klasifikace obrázků

Kytičky

Pexeso • lehké

Krok po kroku

Doplňování jednotlivých kroků v rozsáhlejším postupu.

Algoritmické myšlení

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Krok po kroku • střední

Psaná odpověď

Cvičení, ve kterém píšete odpověď na klávesnici.

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Stejné vzory

Vzory pozpátku

Vzory v posloupnostech

Odhalování skrytých pravidel

Vzory v posloupnostech

Psaná odpověď • lehké

Šipkovaná

Navigujte skřítka do domečku. Logická úloha, která funguje jako rozcvička na programování.

Skřítkova rozcvička

Položte do lesa šipky, aby skřítek došel do svého domečku. Šipek je málo, tak ať vám vystačí.

Sběr hříbků

Než dojde skřítek domů, musí posbírat všechny hříbky.

Skoky

V lese jsou občas rybníčky. Skřítek je zvládne přeskočit, ale musíte mu přistavit na správné místo pružinku.

Víc skřítků

Máme tu několik skřítků a všichni chtějí do domečku. Někteří jsou navíc červení. A nikdo se nesmí srazit!

Pozor na skřeta!

V lese se objevil zlý skřet. Skřítek se musí dostat domů a vyhnout se mu.

Přebarvování

Skřítek se naučil přebarvovací kouzlo, které mu změní barvu kabátku.

Kameny a hůlka

V lese občas překáží velké kameny. Naštěstí tu je kouzelná hůlka, která je odčaruje.

Vybuchující muchomůrka

V lese začaly růst kouzelné muchomůrky. Když kolem nich někdo projde, vybuchnou!

Rotující šipky

Lesní vynálezci vymysleli rotující šipky, které se otočí pokaždé, když kolem nich skřítek projde.

Mizející šipky

Tentokrát tu máme speciální mizející šipky, které jsou jen na jedno použití.

Lesní výpravy I

Lesní výpravy s různými prvky: hříbky, rybníky, několik skřítků…

Teleport

Máme tu další kouzla – tentokrát teleportační brány, které přenesou skřítka z jednoho místa na druhé.

Lesní výpravy II

Pokračování lesních výprav s různými prvky.

Lesní výpravy III

Třetí díl lesních výprav s různými prvky.

Obtížné

A na závěr několik obtížnějších úloh.

Obtížné

Šipkovaná

Želví grafika

Vykreslování obrázků želví grafikou za využití blokového programování.

Základy

Pro začátek naučíme želvu základní příkazy pro posun a zatáčení a nakreslíme s ní pár jednoduchých obrazců. Pokud si sami potřebujete ujasnit, jak fungují úhly, zkuste nejdřív pexeso na úhly.

Obrázky s opakováním

Přidáme želvě možnost opakovat příkazy, díky čemuž zvládne vykreslit už trochu zajímavější obrázky.

Kreslení

Aby to kreslení nebylo tak fádní, naučíme želvu malovat barevně a zvedat štětec.

Kreslení II

A teď si zkusíme nakreslit pár obrázků z (želvího) života. Kreslení těchto obrázků není sice úplně jednoduché, ale nevyžaduje žádný složitý nápad.

Vzory s opakováním

Když správně použijete vnořené opakování, želva dokáže vykreslit zajímavé obrazce.

Kreslení II

Želví grafika

ProgMalování

Tvorba obrázků skládáním základním tvarů (např. kruh, čtverec), využití blokového programování.

Skládání tvarů

Skládáním základních tvarů se dají vykreslit zajímavé geometrické obrazce. Zvlášť když zapojíme speciální inverzní štětec.

Malovací rozcvička

Sada příkladů na rozcvičení a vyzkoušení ovládání.

Obrázky

Kreslení obrázků pomocí základních operací. Bude potřeba se trochu zamyslet nad správným pořadím...

Obrázky II

Trochu rozsáhlejší obrázky. Nevyžadují žádný velký nápad, jen trochu důslednosti.

Vzory s opakováním I

Zde máme navíc příkaz pro opakování, který využijeme pro vykreslování řad a vzorů.

Ladění obrázků

Důležitou součástí programování je ladění, tedy hledání chyb a jejich opravování. V této sadě si to můžete natrénovat: dostanete připravený program a jen ho musíte mírně doladit.

Vzory s opakováním I

ProgMalování

Plošinovka

Ovládejte skákající postavu pomocí blokového programování.

Čarování

Pan Blob umí kouzlit! Dokáže třeba odčarovat všechny plošinky s trávou.

Rozcvička

Pan Blob se potřebuje dostat ke dveřím. Naučte ho, jakou akci má kdy provést, aby úspěšně splnil svoji misi.

Interakce

Vytvořte si vlastní pravidla hry a pak si hru zahrajte! V této sadě pan Blob dokáže reagovat nejen na prvky na plánu, ale i na kliknutí.

Interakce a střílení

Vytvořte si vlastní střílečku! Za využití klikání pomozte panu Blobovi překonat pavouky.

Interakce a čarování

Pan Blob bude čarovat a vy mu u toho můžete pomoct klikáním ve správnou chvíli.

Podmínky: základy

Pan Blob je inteligentní a nemusí u každého kaktusu dělat to stejné. Může se rozhodnout podle toho, zda kaktus roste na trávě, nebo písku.

Pavouci a střely

Pozor, některé plošinky hlídají obří pavouci. Pan Blob je však umí sestřelit.

Rozšířené podmínky

Aby se pan Blob mohl lépe rozhodovat, naučíme ho nové podmínky na směr chůze a počet mincí.

Duch a podmínky

Pan Blob se opět potřebuje měnit v ducha, tentokrát ale jen za vhodných podmínek.

Čarování s podmínkami

Nyní pan Blob bude potřebovat jak čarování, tak podmínky.

Čítače

Pan Blob umí i počítat. Sice jen po jedné, ale i to stačí.

Čarování s podmínkami

Plošinovka

Stavitel

Pomocí blokového programování vytvořte program pro stavitele Standu.

Základy stavitelství

Stavitel Standa se představuje a natrénuje si základní akce (chůze, přesun materiálu, stavění, kácení).

Stavby s plánováním

V této sadě čekají Standu úkoly jen za využití základních příkazů. Postup je však potřeba dobře naplánovat, aby byl efektivní.

Stavby s opakováním

Standa je pracovitý a dokáže toho postavit hodně. Pro zadávání úkolu se nám bude hodit příkaz opakuj.

Stavby s opakováním: těžší

Úkoly využívající jen základní cyklus opakuj. Je ale potřeba to dobře vymyslet.

Opakuj dokud

Tentokrát vyzkoušíme formu příkazu opakuj s využitím podmínek.

Opakuj dokud: těžší

Mírně náročnější úkoly využívající cyklus opakuj dokud.

Opakování a podmínky

Standu čekají náročnější stavební úkoly, bude se muset opakovaně rozhodovat podle aktuální situace v terénu.

Stavby s plánováním

Stavitel

Kód kostky

Navigujte kostku po plánu podle zadaného programu. Procvičení schopnosti číst programy.

Rozcvička kostek

Madam Kostka a pan Kostka vyráží na procházku po herním plánu. Postupují ovšem přesně podle instrukcí.

Opakuj N×

Pro stručný zápis delší procházky využijeme pokyn opakuj.

Procházky s rozhodováním I

Průběh procházky může záviset na barvě pole nebo na počtu teček kostky.

Procházky s rozhodováním II

Nyní stojí kostky před složitějšími rozhodnutími.

Opakuj dokud

Doposud jsme měli cykly se zadaným počtem opakování. Nyní využijeme opakování podle podmínky.

Opakované rozhodování I

Když zkombinujeme opakování a podmínky, vzniknou již zajímavé trasy procházek.

Opakované rozhodování II

Složitější programy kombinující opakování a podmínky.

Výpravy kostek

Kostky vyráží na výpravy, při kterých si vyzkouší příkazy různého typu a trochu záludnější programy.

Procházky s rozhodováním II

Kód kostky

Robotanik

Jednoduché grafické ovládání, zapeklité programátorské úlohy.

Trénink

Vyzkoušejte si základní ovládání Robotanika.

Lehké

Sada úloh, které zvládne s trochou přemýšlení vyřešit i programátorský nováček.

Lehké

Robotanik

Filtr podle ročníku

Cvičení

Algoritmické myšlení – 4. třída

umime.to/MTL

Co zahrnuje algoritmické myšlení?

Algoritmické myšlení v

Rozhodovačka

Společná vlastnost: slova (lehké) • MKH

Společná vlastnost: slova (střední) • NK1

Společná vlastnost: slova (těžké) • NK2

Společná vlastnost: emodži (lehké) • NT6

Společná vlastnost: emodži (střední) • NK4

Číselné řady obrázkově (střední) • MJ6

Číselné řady s popisem (lehké) • MLO

Číselné řady s popisem (střední) • N3O

Slovní vztahy (lehké) • MMK

Vzory z dlaždic (lehké) • MKD

Pořadí příkazů (lehké) • MK4

Pořadí příkazů (střední) • ML9

Vláček: posloupnost akcí (lehké) • NAL

Posloupnosti kouzel (lehké) • M13

Posloupnosti kouzel (střední) • MML

Deaktivace bomby: posloupnosti (lehké) • M17

Deaktivace bomby: posloupnosti (střední) • MPM

Vstup a výstup (lehké) • NHC

Opakuj N× (lehké) • MKL

Opakuj N× (střední) • MME

Opakovací kouzla (lehké) • MNT

Opakovací kouzla (střední) • MM4

Deaktivace bomby: opakování (lehké) • M9J

Deaktivace bomby: opakování (střední) • MPT

Podmínky a větvení (lehké) • MLP

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek (lehké) • M7P

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek (střední) • MND

Deaktivace bomby: podmínky (lehké) • MHR

Deaktivace bomby: podmínky (střední) • M9N

Funkce bez parametrů (lehké) • M97

Opakovací kouzla

Přesouvání

Společná vlastnost: obrázky (lehké) • MH2

Společná vlastnost: obrázky (střední) • N3F

Společná vlastnost: slova (lehké) • MH3

Společná vlastnost: slova (střední) • N3G

Společná vlastnost: slova (těžké) • N3H

Společná vlastnost: příšerky (lehké) • MP1

Společná vlastnost: příšerky (střední) • N3J

Společná vlastnost: příšerky (těžké) • N3K

Trojice (lehké) • N3M

Trojice (střední) • MJB

Trojice (těžké) • N3L

Postupná přeměna (lehké) • MKR

Postupná přeměna (střední) • NJR

Doplňování řad: čísla (lehké) • MGZ

Doplňování řad: čísla (střední) • MG9

Doplňování řad: symboly (lehké) • MHN

Doplňování řad: symboly (střední) • NJT

Popis vzorů: Vyšívání (střední) • MKE

Vztahy slov (lehké) • MKG

Kouzelné hůlky (střední) • MGP

Obrázkový mixér (střední) • MKF

Obrázky a vrstvy (lehké) • MH1

Rozklad obrázků (lehké) • MG7

Rozklad obrázků (s opakováním) (střední) • MHX

Sběr odpadu (lehké) • MGW

Bloudící myš (lehké) • MGM

Bloudící myš (střední) • MHE

Stavby z kostek (lehké) • MGO

Posloupnosti kouzel (lehké) • MPO

Posloupnosti kouzel (střední) • MPA

Sběr vlajek (lehké) • MHP

Sběr vlajek (střední) • MHO

Včelí smyčky (lehké) • MGS

Opakovací kouzla (lehké) • MPP

Oblékání příšerek (lehké) • MPR

Oblékání příšerek (střední) • MO6

Domino: abstrakce (střední) • NLU

Bloudící myš

Označování

Hledání dvojic (lehké) • NOL

Hledání dvojic (střední) • NXK