Algoritmické myšlení – 4. třída (4. ročník)

MTL

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 na Umíme informatiku

V rámci Umíme informatiku dělíme toto téma 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

Vnořené bloky

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Opakovací kouzla

Deaktivace bomby: opakování

Podmínky a větvení

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek

Deaktivace bomby: podmínky

Deaktivace bomby: rozhodovací stromy

Opakuj dokud

Proměnné

Proměnné: obecné principy

Proměnná kouzla

Deaktivace bomby: proměnné

Funkce a zobecňování

Funkce bez parametrů

Vzory z dlaždic

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 (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

Sběr odpadu

Přesouvání • lehké

Označování

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

Algoritmické myšlení

Rozpoznávání vzorů

Stejné vzory

Společná vlastnost

Vzory v posloupnostech

Vetřelci v řadě: obrázky

Vetřelci v řadě: čísla

Vetřelci na mřížce: obrázky

Vetřelci na mřížce: čísla

Odhalování skrytých pravidel

Tajné pravidlo: vybarvování

Tajné pravidlo: deaktivace bomby

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

Deaktivace bomby: podmínky

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

Želví obrázky

Cykly a podmínky

Opakuj N×

Opakovací kouzla

Želví obrázky (s opakováním)

Funkce a zobecňování

Abstrakce

Klasifikace obrázků

Základní akce

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

Psaná odpověď • střední

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.

Obrázky II

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.

Čítače

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

Dvojité opakování

Nyní máme programy, ve kterých se vyskytuje opakování uvnitř opakování. Z toho už se občas panu Kostkovi motá hlava.

Výpravy kostek

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

Opakuj dokud

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 (4. ročník)

umime.to/MTL

Co zahrnuje algoritmické myšlení?

Algoritmické myšlení na Umíme informatiku

Rozhodovačka

Společná vlastnost: slova (lehké)

zadání: 64

Společná vlastnost: slova (střední)

zadání: 65

Společná vlastnost: slova (těžké)

zadání: 53

Společná vlastnost: emodži (lehké)

Společná vlastnost: emodži (střední)

zadání: 87

Číselné řady obrázkově (střední)

zadání: 39

Číselné řady s popisem (lehké)

zadání: 22

Slovní vztahy (lehké)

zadání: 47

Vzory z dlaždic (lehké)

zadání: 50

Pořadí příkazů (lehké)

zadání: 62

Pořadí příkazů (střední)

zadání: 59

Vláček: posloupnost akcí (lehké)

zadání: 40

Posloupnosti kouzel (lehké)

zadání: 41

Posloupnosti kouzel (střední)

zadání: 48

Deaktivace bomby: posloupnosti (lehké)

zadání: 40

Deaktivace bomby: posloupnosti (střední)

zadání: 46

Vstup a výstup (lehké)

zadání: 30

Vnořené bloky (střední)

zadání: 38

Opakuj N× (lehké)

zadání: 42

Opakuj N× (střední)

zadání: 50

Opakovací kouzla (lehké)

zadání: 45

Opakovací kouzla (střední)

zadání: 48

Deaktivace bomby: opakování (lehké)

zadání: 27

Deaktivace bomby: opakování (střední)

zadání: 50

Podmínky a větvení (lehké)

zadání: 53

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek (lehké)

zadání: 38

Podmíněná kouzla: oblékání příšerek (střední)

zadání: 40

Deaktivace bomby: podmínky (lehké)

zadání: 49

Deaktivace bomby: podmínky (střední)

zadání: 53

Deaktivace bomby: rozhodovací stromy (střední)

zadání: 40

Opakuj dokud (lehké)

zadání: 30

Proměnná kouzla (lehké)

zadání: 38

Proměnná kouzla (střední)

zadání: 45

Deaktivace bomby: proměnné (lehké)

zadání: 40

Funkce bez parametrů (lehké)

zadání: 55

Vzory z dlaždic

Přesouvání

Společná vlastnost: obrázky (lehké)

zadání: 11