Manualul profesorului

Liste, stive, cozi - Manualul profesorului Clasa a X-a

- 2 -

Cuprins:

1. Terminologie 2. Structură generală

2.1. Obiective didactice 2.2. Conţinut 2.3. Recomandări de structurare şi predare

3. Obiecte de conţinut - detaliere

3.1. M1 – Lista simplu înlănţuitã - Prezentare 3.2. M2 – Lista simplu înlănţuită - Intersecţia a două mulţimi 3.3. M3 – Lista simplu înlănţuită - Reuniunea a două mulţimi 3.4. M4 – Lista dublu înlănţuită - Prezentare 3.5. M5 – Lista circulară – Prezentare 3.6. M6 – Liste înlănţuite - Test grilă de evaluare a

cunoştinţelor 3.7. M7 – Stiva - Prezentare 3.8. M8 – Stiva – Aplicaţie 3.9. M9 – Stiva - Test grilă de evaluare a cunoştinţelor 3.10. M10 – Coada - Prezentare 3.11. M11 – Coada - Aplicaţie 3.12. M12 – Coada - Test grilă de evaluare a cunoştinţelor

4. Bibliografie


- 3 -

1. Terminologie Butoane instructaj – – sunt amplasate în partea din dreapta-sus a ecranului şi, atunci când sunt accesate, prezintă pas cu pas, într-o fereastră de detaliu, instrucţiuni despre folosirea unei aplicaţii. Butoane de reiniţializare a animaţiei / aplicaţiei - - Prin apăsarea lor se reiniţializează animaţia, respectiv aplicaţia. Texte de reper – – reprezintă simboluri grafice prezente intr-un text care, atunci când sunt accesate, prezintă ferestre de ajutor, in care se detaliază o anumită noţiune. Ferestre detaliu – sunt ferestre care oferă informaţii suplimentare despre o anumită noţiune. Exemplu :


- 4 -

2. Structura generală În acest capitol sunt prezentate obiectivele didactice care pot fi atinse utilizând acest material. În finalul prezentării sunt incluse câteva recomandări privind unele moduri în care ar putea fi combinate aceste momente pentru a obţine o lecţie. 2.1. Obiective didactice Obiectiv Detaliere Obiective de referinţă R1 Analizarea modului de funcţionare a listelor, stivelor şi

cozilor, alocate dinamic. R2 Realizarea aplicaţiilor utilizând algoritmi specifici. R3 Urmărirea etapelor de realizare a unei aplicaţii. Obiective operaţionale OP1 Descrierea corectă a listelor simplu înlănţuite, dublu

înlanţuite şi listelor circulare şi operaţiile care se pot executa asupra lor;

OP2 Identificarea situaţiilor în care este necesară utilizarea listelor în aplicaţii;

OP3 Descrierea corectă a stivelor şi operaţiilor care se pot efectua asupra lor;

OP4 Identificarea situaţiilor în care este necesară utilizarea stivelor;

OP5 Descrierea corectă a cozilor şi operaţiilor care se pot efectua asupra lor ;

OP6 Identificarea situaţiilor în care este necesară utilizarea cozilor;

OP7 Analizarea modului de funcţionare a structurilor de date alocate dinamic;

OP8 Analizarea corectă a fiecărei probleme şi dezvoltarea gândirii algoritmice, logice, flexibile, creatoare;

OP9 Dezvoltarea atenţiei concentrate şi spiritului de observaţie.


- 5 -

2.2 Conţinut Se prezintă lista obiectelor de conţinut (notate cu M) şi caracteristicile lor generale.

M2 – Lista simplu înlănţuită - Intersecţia a două mulţimi Obiective didactice OP2,OP9, OP7 Timp de predare 25 min Tip de interacţiune cu elevii

• metode de comunicare orală : expunere, conversaţie, algoritmizare, studiu de caz ;

• metode de acţiune: exerciţiul, învăţarea prin descoperire;

• proceedee de instruire: explicatia în etapa de comunicare; învăţarea prin descoperire dirijată, inductivă, experimentală, exerciţiul de consolidare;

Descriere • exemplificarea operaţiei de intersecţie a două mulţimi folosind ca reprezentare vagoanele unui tren;

Cuvinte cheie Lista simplu înlãnţuitã

M1 – Lista simplu înlănţuitã - Prezentare Obiective didactice OP1, OP7, OP9 Timp de predare 25 min Tip de interacţiune cu elevii

• metode de comunicare orală : expunere, conversaţie, problematizare;


• proceedee de instruire: explicatia în etapa de comunicare; învăţarea prin descoperire dirijată, inductivă, experimentală, conversaţia de consolidare în etaapa de fixare a cunoştinţelor;

Descriere • exemplificarea operaţiilor de creare a unei liste, inserare a unui element, stergerea unui element dintr-o lista, parcurgerea elementelor unei liste;

• prezentarea unui element al listei simplu înlănţuite;

Cuvinte cheie • lista simplu înlănţuită


- 6 -

M3 – Lista simplu înlănţuită - Reuniunea a două mulţimi Obiective didactice OP2, OP7, OP9 Timp de predare 25 min Tip de interacţiune cu elevii

• metode de comunicare orală : expunere, conversaţie, problematizare, studiu de caz;


• proceedee de instruire: explicatia în etapa de comunicare; învăţarea prin descoperire dirijată, inductivă, experimentală; conversaţia de consolidare în etapa de fixare a cunoştinţelor;

Descriere • exemplificarea operaţiei de reuniune a două mulţimi folosind ca reprezentare vagoanele unui tren;

Cuvinte cheie Lista simplu înlãnţuitã M4 – Lista dublu înlănţuită - Prezentare Obiective didactice OP1, OP7, OP9 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii

• metode de comunicare orală : expunere, conversaţie, algoritmizare;


• proceedee de instruire: explicaţia în etapa de comunicare; exemplificarea; învăţarea prin descoperire dirijată, inductivă, experimentală, conversaţia de consolidare în etapa de fixare a cunoştinţelor;

Descriere • exemplificarea operaţiilor de creare a unei liste dublu înlănţuite, inserare a unui element, stergerea unui element din lista, parcurgerea elementelor unei liste

• prezentarea unui element al listei Cuvinte cheie Lista dublu înlănţuită


- 7 -

M5 – Lista circulară – Prezentare Obiective didactice OP1, OP2,OP4, OP7, OP9 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii




Descriere • reprezentarea unui element al listei circulare

• exemplificarea operaţiilor de creare a unei liste circulare, inserare a unui element, stergerea unui element din lista, parcurgerea elementelor unei liste

• Simularea unui joc. Cuvinte cheie Lista circularã M6 – Liste înlănţuite - Test grilă pentru evaluarea cunoştinţelor Obiective didactice OP1,OP2, OP8, OP9 Timp de predare 10 min Tip de interacţiune cu elevii

• evaluare în formă scrisă prin intermediul calculatorului

Descriere test grilă cu itemi de tip asociere (pereche)

Cuvinte cheie lista simplu înlănţuită, lista dublu înlanţuită, lista circulară


- 8 -

M7 – Stiva - Prezentare Obiective didactice OP3,OP7, OP9 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii




Descriere • reprezentarea unui element al stivei; • exemplificarea operaţiilor de adăugarea

a unui element în stivă, stergerea unui element din stivă;

Cuvinte cheie stiva M8 – Stiva – Aplicaţie Obiective didactice OP4, OP7, OP9 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii




Descriere • exemplificarea utilizării stivei; • simularea dispecerizării unui depou de

tramvaie. Cuvinte cheie stiva


- 9 -

M9 – Stiva - Test grilă pentru evaluarea cunoştinţelor Obiective didactice OP3,OP4, OP8, OP9 Timp de predare 10 min Tip de interacţiune cu elevii


Descriere test grilă cu itemi de tip asociere (pereche)

Cuvinte cheie stiva, operaţii caracteristice stivei M10 – Coada - Prezentare Obiective didactice OP9, OP5, OP7 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii




Descriere • reprezentarea unui element al cozii; • exemplificarea operaţiilor de adăugarea

a unui element în coadă, stergerea unui element din coadă;

Cuvinte cheie coada M11 – Coada - Aplicaţie Obiective didactice OP6, OP7, OP9 Timp de predare 20 min Tip de interacţiune cu elevii




Descriere • exemplificarea utilizării; • simularea traversării frontierei unei ţări

printr-un punct vamal; Cuvinte cheie coada


- 10 -

M12 – Coada - Test grilă pentru evaluarea cunoştinţelor Obiective didactice OP5,OP6, OP8, OP9 Timp de predare 10 min Tip de interacţiune cu elevii


Descriere test grilă cu itemi de tip asociere (pereche) Cuvinte cheie coada, operaţii caracteristice cozilor


- 11 -

2.3. Recomandări de structurare şi predare

Planul uniţăţii de învăţare 1 Timp: 1 oră

Obiect de conţinut Timp (min) M1 25 M2 25


Obiect de conţinut Timp (min)

M1 25 M3 25



M4 20 M5 20 M6 10



M7 20 M8 20 M9 10



M10 20 M11 20 M12 10


- 12 -

3. Obiecte de conţinut - detaliere În continuare vom prezenta în detaliu modul de utilizare a elementelor din ferestrele lecţiei. (navigare, elemente specifice, funcţionarea aplicaţiilor, etc.). Subliniem că navigarea elementară se face cu ajutorul butoanelor descrise în Cap. 1 – Terminologie, al acestui manual. Nu ne vom referi la acestea decât spicuitiv. 3.1. Lista simplu înlănţuită - Prezentare În acest obiect de conţinut este prezentată noţiunea de listă simplu înlănţuită. Funcţionalităţile butoanelor:

• - adaugă un element la sfârşitul listei

• - insereazã un element înaintea elementului selectat

• - şterge elementul selectat • - afişează toate elementele listei

Zona de lucru

Elementul curent selectat

Zona de afişare

Operaţii asupra listei

Elementul care va fi adăugat sau inserat


- 13 -

Selecţia unui element: Elementele listei pot fi selectate prin apăsare cu mouse-ul pe acestea. Elementul selectat va fi încadrat într-un chenar:

Selecţia este necesară în următoarele cazuri:

• la operaţia de inserare, pentru a stabili înaintea cărui element al listei se face inserarea noului element

• la operaţia de ştergere, pentru a stabili elementul din listă care urmează a fi şters

• pentru informarea asupra unui anumit element al listei • pentru modificarea informaţiei utile a unui anumit element al

listei Elementul selectat din listă apare şi separat, la secţiunea “Elementul curent”:

Informaţia utilă

Adresa următorului element din

listă

Adresa elementului selectat


- 14 -

3.2. Lista simplu înlănţuită - Intersecţia a două mulţimi

Acest obiect de conţinut cuprinde o aplicaţie care prezintă intersecţia a două mulţimi reprezentate prin liste simplu înlănţuite.

În aplicaţia de faţă, liniile de tren semnifică listele simplu înlănţuite, iar vagoanele, elementele acestor liste. Astfel, linia superioară şi linia inferioară semnifică cele două liste (mulţimi) iniţiale, iar linia de mijloc, semnifică mulţimea obţinută prin intersecţia primelor două mulţimi. Deoarece listele simbolizează în această aplicaţie mulţimi, pe o anumită linie pot fi introduse doar vagoane distincte. Semafoarele din dreptul fiecărei linii indică accesul către linia corespunzătoare. Astfel, semaforul de culoare verde indicã linia curentã, adicã lista asupra cãreia se pot face actualizãri la momentul curent. Funcţionalităţile butoanelor:

• - adăugarea vagonului selectat pe linia curentă • - scoaterea ultimului vagon de pe linia curentă

• - macaz ; schimbã linia curentã

• - porneşte secvenţa de construire a listei finale

Prima mulţime

A doua mulţime

Mulţimea intersecţie

Elemente disponibile


- 15 -

3.3. Lista simplu înlănţuită - Reuniunea a două mulţimi

Acest obiect de conţinut cuprinde o aplicaţie care prezintă reuniunea a două mulţimi reprezentate prin liste simplu înlănţuite.

În aplicaţia de faţă, liniile de tren semnifică listele simplu înlănţuite, iar vagoanele, elementele acestor liste. Astfel, liniile inferioare semnifică cele două liste (mulţimi) iniţiale, iar linia superioară, semnifică mulţimea obţinută prin intersecţia primelor două mulţimi. Deoarece listele simbolizează în această aplicaţie mulţimi, pe o anumită linie pot fi introduse doar vagoane distincte. Semafoarele din dreptul fiecărei linii indică accesul către linia corespunzătoare. Astfel, semaforul de culoare verde indicã linia curentã, adicã lista asupra cãreia se pot face actualizãri la momentul curent. Funcţionalităţile butoanelor:

• - adăugarea vagonului selectat pe linia curentă • - scoaterea ultimului vagon de pe linia curentă

• - macaz ; schimbã linia curentã

• - porneşte secvenţa de construire a listei finale

Prima mulţime

A doua mulţime

Mulţimea intersecţie

Elemente disponibile


- 16 -

3.4. Lista dublu înlănţuită - Prezentare În acest obiect de conţinut este prezentată noţiunea de listă dublu înlănţuită. Funcţionalităţile butoanelor:

• - adaugă un element la capătul din stânga

• - adaugă un element la capătul din dreapta

• - afişeazã elementele listei de la dreapta la stânga

• - afişeazã elementele listei de la stânga la dreapta • - inserează un element în stânga elemntului

selectat • - şterge elementul selectat


Zona de lucru


Zona de afişare




- 17 -

Selecţia este necesară în următoarele cazuri: • la operaţia de inserare, pentru a stabili înaintea cărui element

al listei se face inserarea noului element • la operaţia de ştergere, pentru a stabili elementul din listă

care urmează a fi şters • pentru informarea asupra unui anumit element al listei • pentru modificarea informaţiei utile a unui anumit element al

listei Elementul selectat din listă apare şi separat, la secţiunea “Elementul curent”:

Adresa elementului din dreapta


Adresa elementului din stânga

Informaţia utilă a elementului selectat


- 18 -

3.5. Lista circulară - Prezentare În acest obiect de conţinut este prezentată noţiunea de listă circulară. Funcţionalităţile butoanelor:

• - adaugă un element la sfârşitul listei

• - insereazã un element înaintea elementului selectat

• - şterge elementul selectat • - afişează toate elementele listei


Zona de lucru


Zona de afişare




- 19 -

Selecţia este necesară în următoarele cazuri: • la operaţia de inserare, pentru a stabili înaintea cărui element

al listei se face inserarea noului element • la operaţia de ştergere, pentru a stabili elementul din listă

care urmează a fi şters • pentru informarea asupra unui anumit element al listei • pentru modificarea informaţiei utile a unui anumit element al

listei • pentru parcurgerea listei, pentru a stabili elementul de început

Elementul selectat din listă apare şi separat, la secţiunea “Elementul curent”:

Aplicaţie:

Informaţia utilă


listă


Jocul prezentat simuleză principiul listei circulare. Se poate modifica numărul “n” de copii şi pasul de numărare “m”.

Apăsaţi pe butonul pentru a începe jocul. Ultimul copil rămas, câştigă.


- 20 -

3.6. Liste înlănţuite - Test grilă de evaluare a cunoştinţelor

Acest obiect de conţinut cuprinde un test grilă cu răspunsuri de tip “complement simplu”, adică doar o variantă de răspuns corectă.

Pentru a trece de la o problemă la alta poziţionaţi mouse-ul pe numărul problemei dorite. Bifarea răspunsurilor se face prin apăsarea cu mouse-ul pe căsuţa corespunzătoare raspunsului dorit. Se poate reveni asupra răspunsului la oricare dintre întrebări, atâta timp cât nu s-a răspuns la toate întrebările. După bifarea răspunsurilor pentru fiecare problemă, în dreapta butoanelor cu numărul problemelor vor apărea indicatori de validare a răspunsului:

pentru răspuns corect şi pentru răspuns greşit


- 21 -

3.7. Stiva – Prezentare În acest obiect de conţinut este prezentată noţiunea de stivă.

Funcţionalităţile butoanelor:

• - adaugă un element în vârful stivei

• - şterge elementul din vârful stivei Selecţia unui element: Elementele stivei pot fi selectate prin apăsare cu mouse-ul pe acestea. Selecţia este necesară pentru informarea asupra unui anumit element al stivei şi pentru modificarea informaţiei utile a acestuia. Elementul selectat va fi încadrat într-un chenar:

Zona de lucru

Afişarea ultimului

element şters

Operaţii asupra stivei

Elementul care va fi adăugat


- 22 -

Elementul selectat din stivă apare şi separat, la secţiunea “Elementul curent”:

3.8. Stiva – Aplicaţie În acest obiect de conţinut este prezentat un caz practic al noţiunii de stivă.

Informaţia utilă


stivă


Şina de tramvai simbolizează stiva

Tramvaiele simbolizează

elementele stivei

Adaugă element în stivă

Scoate element din stivă


- 23 -

Stiva este simbolizată în această aplicaţie printr-un depou de tramvaie cu o singură şină, iar tramvaiele care vin şi pleacă simbolizează elementele stivei. Fiind o structură de date dinamică, stiva permite introducerea unui număr variabil de elemente (în limita memoriei disponibile). În acest caz practic însă, s-a folosit pentru exemplificare o stivă de maxim patru elemente (tramvaie). Comanda de intrarea a unui nou tramvai în depou se transmite prin

apăsarea butonului , iar comanda de ieşire prin apăsarea

butonului .

3.9. Stiva - Test grilă de evaluare a cunoştinţelor Acest obiect de conţinut cuprinde un test grilă cu răspunsuri de tip “complement simplu”, adică doar o variantă de răspuns corectă.

Pentru a trece de la o problemă la alta poziţionaţi mouse-ul pe numărul problemei dorite. Bifarea răspunsurilor se face prin apăsarea cu mouse-ul pe căsuţa corespunzătoare raspunsului dorit. Se poate reveni asupra răspunsului la oricare dintre întrebări, atâta timp cât nu s-a răspuns la toate întrebările.


- 24 -

După bifarea răspunsurilor pentru fiecare problemă, în dreapta butoanelor cu numărul problemelor vor apărea indicatori de validare a răspunsului:


3.10. Coada – Prezentare În acest obiect de conţinut este prezentată noţiunea de coadă.

Funcţionalităţile butoanelor:

• - adaugă un element în vârful stivei

• - şterge elementul din vârful stivei

Zona de lucru

Afişarea ultimului element şters

Operaţii asupra cozii

Elementul care va fi adăugat


- 25 -

Selecţia unui element: Elementele stivei pot fi selectate prin apăsare cu mouse-ul pe acestea. Selecţia este necesară pentru informarea asupra unui anumit element al stivei şi pentru modificarea informaţiei utile a acestuia. Elementul selectat va fi încadrat într-un chenar:

Elementul selectat din stivă apare şi separat, la secţiunea “Elementul curent”:

Informaţia utilă


coadă



- 26 -

3.11. Coada – Aplicaţie În acest obiect de conţinut este prezentat un caz practic al noţiunii de coadă.

Structura de coadă este simbolizată în această aplicaţie prin şoseaua pe care circulă maşini, care semnifică elementele cozii. Astfel, este vorba despre două astfel de cozi, din care trebuie elminat alternativ câte un element. Adăugarea în fiecare coadă se face prin apăsarea butonului corespunzător, iar pentru eliminarea alternativă a elementelor din cozi, se foloseşte butonul .

Prima coadă A doua coadă Semafor Vama şi bariera


- 27 -

3.12. Coada - Test grilă de evaluare a cunoştinţelor Acest obiect de conţinut cuprinde un test grilă cu răspunsuri de tip “complement simplu”, adică doar o variantă de răspuns corectă.

Pentru a trece de la o problemă la alta poziţionaţi mouse-ul pe numărul problemei dorite. Bifarea răspunsurilor se face prin apăsarea cu mouse-ul pe căsuţa corespunzătoare raspunsului dorit. Se poate reveni asupra răspunsului la oricare dintre întrebări, atâta timp cât nu s-a răspuns la toate întrebările. După bifarea răspunsurilor pentru fiecare problemă, în dreapta butoanelor cu numărul problemelor vor apărea indicatori de validare a răspunsului:



- 28 -

4. Bibliografie

• Anastasiu Popescu Doru, Bacalaureat la Informatică – Teze pregătitoare Pascal şi C++, Editura L&S Soft, Bucureşti, 2004

• Bucur Carmen, Bucur Doina, Pintea Adrian, Salaţiu,

Cristina, Stanca Florentina, Vaida Dana; Informatica –Culegere de probleme pentru liceu, Editura U.T. Pres, Cluj-Napoca, 2002

• Ivaşc Cornelia, Condurache Luminiţa, Prună Mona,

Hrinciuc Doina, Informatică, Editura Petrion, Bucureşti, 2001

• Livovschi L., Georgescu H., Sinteza şi Analiza

algoritmilor, Editura Ştiinţifică şi Enciclopedică, Bucureşti, 1986

• Rancea Doina, Limbajul Turbo Pascal, Editura Libris, Cluj,

1993

• Sorin Tudor; Manual de informatica-clasa a X-a, varianta C++, Editura L&S Infomat, Bucureşti, 2000

• Knuth D. E; Tratat de programarea calculatoarelor

Algoritmi fundamentali, Editura Tehnică, 1974

Education

Manualul profesorului