V současné době probíhajících revizí RVP se klade velký význam na rozvoj algoritmického myšlení. Tento rozvoj by měla na základních školách a gymnáziích obstarávat především výuka informatiky podle revidovaného RVP. S algoritmickým myšlením se ale běžně setkáváme neustále při většině našich běžných činností. Pochopit, jak tyto činnosti fungují, by nám mělo usnadnit právě algoritmické myšlení. Cílem tohoto příspěvku je představení skvělého českého programu na tvorbu algoritmů v podobě vývojových diagramů a jeho použití ve výuce i mimo informatiku. Obrovskou výhodou tohoto programu pak je také možnost rozpohybování vývojového diagramu a možnost pozorování změn algoritmu v závislosti na změně jeho parametrů.
Program PS Diagram je zcela zdarma a lze ho stáhnout z webových stránek autora – www.psdiagram.cz. Po stažení programu je nutné jen archiv rozbalit do některé vhodné složky a vytvořit na Ploše zástupce programového souboru. Po jeho prvním spuštění dojde k automatickému doinstalování doplňkových služeb Windows:
Po dokončení výše uvedené instalace pak již lze program spustit bez dalších instalací.
Algoritmus je přesný návod či postup, kterým lze vyřešit daný typ úlohy. Pojem algoritmu se nejčastěji objevuje při programování, kdy se jím myslí teoretický princip řešení problému (oproti přesnému zápisu v konkrétním programovacím jazyce). Obecně se ale algoritmus může objevit v jakémkoli jiném vědeckém odvětví. Jako jistý druh algoritmu se může chápat i např. kuchařský recept. Běžně však na algoritmy klademe určitá omezení (https://cs.wikipedia.org/wiki/Algoritmus).
Správně vytvořený algoritmus má zpravidla následující vlastnosti:
- elementárnost – skládá se z konečného počtu jednoduchých (elementárních) kroků
- konečnost – každý algoritmus musí skončit v konečném počtu kroků (existují samozřejmě výjimky – např. algoritmus písemného dělení)
- univerzálnost – algoritmus neřeší jeden konkrétní problém, ale obecnou skupinu obdobných problémů (např. „jak spočítat součet dvou celých čísel“)
- jednoznačnost – každý krok algoritmu musí být jednoznačně a přesně určen; v každé situaci musí být naprosto jasné, co a jak se provede, jak má jeho provádění pokračovat
Vývojový diagram je druh diagramu, který slouží ke grafickému znázornění jednotlivých kroků algoritmu, pracovního postupu nebo nějakého procesu. Vývojový diagram obsahuje obrazce různého tvaru (obdélníky, kosočtverce, aj.), navzájem propojené pomocí šipek. Obrazce reprezentují jednotlivé kroky, šipky tok řízení (https://cs.wikipedia.org/wiki/V%C3%BDvojov%C3%BD_diagram).
Základní prvky vývojového diagramu
Tento příspěvek má nastínit možnosti využití algoritmizace ve výuce všeobecných předmětů. Začít lze již na 1. stupni, kde např. v rámci výuky prvouky lze demonstrovat algoritmické chování při běžných denních činnostech (např. přecházení ulice):
V této podobě se jedná jen o jednorázovou akci, kde v případě, že jede auto, už nelze přejít.
Je nutné proto tuto činnost opakovat, dokud nebude volno.
Obrovskou přidanou hodnotou pak je možnost vytvořit animované diagramy. Zde je nutné ovšem nastavit správně parametry jednotlivých prvků:
V případě druhého řešení pak následovně:
Do animačního režimu lze přejít tlačítkem s magickou hůlkou a pak již jen krokovat celý průběh algoritmu:
V průběhu vykonávání algoritmu program barevně zvýrazňuje prošlé prvky a zadává výzvy ke vložení dat nebo zobrazuje výstupní pokyny. Návrat do editačního režimu lze provést tlačítkem visacího zámečku.
Další je ukázka algoritmizace hudební skladby – písně Hey Jude od Beattles (ve formátu PS Diagramu je zde ke stažení):
Program lze také využít při tvorbě algoritmu pro finanční gramotnost – učivo domácí rozpočet (soubor ve formátu psdiagram je ke stažení).
Podobných příkladů na užití představovaného nástroje lze nalézt jistě i v jiných předmětech, pevně věřím, že se najdou vyučující, kteří neodolají možnostem PS Diagramu. Snad také najde využití v rámci revidované výuky informatiky, pro kterou je přímo jako na míru dělaný.
Autor: Milan Šatra