Projdi bludiště, zachráníš kozu — metodické poznámky k hodině

Z Základy informatiky pro střední školy
Přejít na: navigace, hledání

Související materiály:



V této hodině se žáci seznámí s jedním z užitečných modelů k řešení problémů. Zároveň je to model k nahlížení na realitu, byť jen v jednoduchých a omezených případech. Žáci využijí grafy a další předchozí znalosti a zkušenosti. Rozvíjejí citlivost k systematickým postupům, vidí jejich zápory (práce navíc, zejm. u jednoduchých problémů) ale i klady (možnost o řešení definitivně rozhodnout, nikoliv jen tušit na základě nahodilých pokusů). Kromě toho jsou stavové prostory přípravou na pokročilejší oblasti. Žáci vidí (zatím nikoliv na vlastní kůži), že velikost problému může způsobit, že bude prakticky neřešitelný - i když třeba řešení existuje a způsob jeho hledání známe.


Samotný průběh hodiny není ničím neobvyklý, žáci prostřednictvím řešení úloh poznávají a procvičují práci se stavovými prostory.

Průběh hodiny

Jako první žáci řeší úlohu o převozníkovi, neboli o vlku, koze a zelí. Někteří mohou mít potíže způsobené zejm. tím, že je v v průběhu převážení potřeba zhoršit již dosaženého výsledku a jedno zvíře poslat zpět. V každém případě je pro ně ale úloha poměrně nepřehledná.

Pro porovnání jim učitel ukáže odpovídající stavový prostor. Na něm je vidět, že záleží na znázornění a problém se může stát velmi snadným. Učitel v několika větách vysvětlí potřebné souvislosti a předvede postupné sestavování stavového prostoru. Řešení problémů se tak mění na sestavení "bludiště" a prosté hledání cesty v něm.

Dále žáci řeší cvičné úlohy a všímaji si dalších detailů: jak záleží na tom, co vše do modelovaných stavů (ne)zahrnou, na přehledném uspořádání stavů a přechodů, na velikosti stavového prostoru (počtu stavů).

Na závěr učitel pro úplnost doplní některá úskalí použití stavových prostorů.

Další poznámky

  • Žáci mohou podle vlastního uvážení použít počítač a nějaký edior (např. LucidChart). Nevýhodou ve srovnání s tužkou a papírem je určitá těžkopádnost, výhodou usnadnění úprav a přeuspořádání.
  • Nepominutelným krokem k řešení je vhodné kódování stavů, i tomu je potřeba věnovat pozornost. I před tím, než se seznámí se stavovým prostorem, mají žáci přirozenou snahu úsporně zaznamenávat postup řešení, což často ke stručnému zakódování stavů vede.
  • Rychlejší žáci mohou řešit další úlohy, náměty jsou uvedeny na konci stránky v učebnici. Nemusí přitom zůstat pouze u nalezení samotného řešení, mohou se věnovat i pokročilejším otázkám:
    • Jak velký přibližně je stavový prostor dané úlohy?
    • Jak stavy přehledně uspořádat?
    • Kolik různých řešení existuje? Našli všechna?
    • Našli řešení v nějakém ohledu nejlepší?
    • Jak při samotné konstrukci (zejm. většího) SP postupovat sytematicky, nic nevynechat?