어려움을 극복하는 방법을 가르치는 동시에 사이클을 작성하는 방법

기본 주제 중 하나에 대해 이야기할 것이라는 사실에도 불구하고 이 기사는 숙련된 전문가를 대상으로 작성되었습니다. 목표는 초보자가 프로그래밍에 대해 가지고 있는 오해를 보여주는 것입니다. 현직 개발자들에게 이러한 문제는 오랫동안 해결되었거나 잊혀졌거나 전혀 인식되지 않았습니다. 이 주제에 대해 갑자기 누군가를 도와야 할 경우 이 기사가 유용할 수 있습니다. 이 기사는 Schildt, Stroustrup, Okulov의 프로그래밍에 관한 다양한 책의 자료와 유사합니다.

사이클이라는 주제를 선택한 이유는 프로그래밍을 마스터할 때 제외되는 사람이 꽤 많기 때문입니다.

이 기술은 약한 학생들을 위해 설계되었습니다. 일반적으로 강한 사람들은 이 주제에 얽매이지 않으며 그들을 위해 특별한 기술을 생각해낼 필요도 없습니다. 이 기사의 두 번째 목표는 이 기술을 "모든 학생을 위한 작업이지만 교사는 한 명뿐" 클래스에서 "모든 학생, 모든 교사를 위한 작업" 클래스로 이동하는 것입니다. 나는 절대적인 독창성을 주장하지 않습니다. 이 주제를 가르치기 위해 이미 유사한 방법론을 사용하고 있다면 귀하의 버전이 어떻게 다른지 적어주세요. 사용하기로 결정했다면 어떻게 되었는지 알려주세요. 비슷한 기술이 책에 기술되어 있다면 이름을 적어주세요.

나는 다양한 수준의 훈련을 받은 학생들과 개별적으로 공부하면서 이 기술을 4년 동안 연구했습니다. 전체적으로 약 XNUMX명의 학생과 XNUMX시간의 수업이 있습니다. 처음에 학생들은 항상 이 주제에 갇혀서 떠났습니다. 각 학생 후에 방법론과 자료가 조정되었습니다. 지난 한 해 동안 학생들은 더 이상 이 주제에 얽매이지 않았습니다. 그래서 저는 제가 찾은 내용을 공유하기로 결정했습니다.

왜 이렇게 편지가 많아? 사이클은 매우 초보적입니다!

위에서 쓴 것처럼 현직 개발자와 실력이 뛰어난 학생들의 경우 루프 개념의 복잡성이 과소평가될 수 있습니다. 예를 들어, 긴 강의를 할 때 고개를 끄덕이는 것과 지적인 눈을 볼 수 있습니다. 그러나 어떤 문제를 해결하려고 할 때, 어리둥절하고 설명할 수 없는 문제가 시작됩니다. 강의가 끝난 후 학생들은 아마도 부분적으로만 이해했을 것이다. 학생들 스스로 자신의 망상이 정확히 무엇인지 말할 수 없다는 사실로 인해 상황은 더욱 악화됩니다.
어느 날 나는 학생들이 내 예를 상형 문자로 인식한다는 것을 깨달았습니다. 즉, "마법의" 문자를 추가해야 하는 분할할 수 없는 텍스트 조각과 같으며 작동합니다.
때때로 나는 학생들이 특정 문제를 해결하려면 다음과 같이 생각하는 것을 발견했습니다. 다른 것 아직 다루지 않은 디자인입니다. 솔루션에는 예제를 약간만 수정하면 됩니다.

그래서 표현식의 구문에 초점을 맞추는 것이 아니라 반복되는 코드를 루프를 이용해 리팩토링하는 아이디어에 초점을 맞춰야 한다는 생각이 떠올랐습니다. 학생들이 이 아이디어를 익히고 나면 약간의 연습으로도 모든 구문을 향상시킬 수 있습니다.

나는 누구를, 왜 가르치는가?

입학 시험이 없기 때문에 수업에는 강한 학생과 매우 약한 학생이 모두 포함될 수 있습니다. 기사에서 내 학생들에 대해 더 자세히 읽을 수 있습니다. 야간과정 학생들의 초상
저는 프로그래밍을 배우고 싶어하는 모든 사람이 배울 수 있도록 노력했습니다.
내 수업은 개별적으로 진행되며 학생은 각 수업에 대해 자신의 돈을 지불합니다. 학생들은 비용을 최적화하고 최소값을 요구할 것으로 보입니다. 그러나 사람들은 지식 자체가 아니라 배운 내용에 대한 자신감, 진전의 느낌, 전문가(교사)의 승인을 위해 실제 교사와 대면 수업을 진행합니다. 학생들은 학습에 진전이 없다고 느끼면 학교를 떠날 것입니다. 일반적으로 수업은 학생들이 친숙한 구조의 수를 늘리면서 진전을 느낄 수 있도록 구조화될 수 있습니다. 즉, 먼저 자세히 공부하고, 그 다음에는 공부하고, 그 다음에는 공부하고, 이제 천일박 코스가 준비되었습니다. 이 코스에서는 사이클만 두 달 동안 공부하고, 마지막에는 글을 쓴 학생입니다. 받아쓰기를 따르는 표준 라이브러리. 그러나 실질적인 문제를 해결하려면 자료에 대한 지식뿐만 아니라 적용 및 새로운 정보 검색에 있어서 독립성도 필요합니다. 그러므로 대면수업의 경우 최소한으로 가르치고 뉘앙스나 관련 주제에 대한 독립적인 학습을 장려하는 것이 올바른 원칙이라고 생각합니다. 루프 주제에서는 while 구조가 최소라고 생각합니다. 그것으로부터 원리를 이해할 수 있다. 원리를 알면 혼자서도 할 수 있고 스스로 할 수도 있습니다.

약한 학생들이 자료를 숙달하려면 구문을 설명하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 좀 더 간단하면서도 다양한 과제를 제시하고 사례를 좀 더 자세히 설명할 필요가 있다. 결국 발달 속도는 표현을 변형하고 패턴을 찾는 학생의 능력에 따라 제한됩니다. 똑똑한 학생들에게는 대부분의 과제가 지루할 것입니다. 그들과 함께 공부할 때, 문제의 100% 해결을 고집할 필요는 없습니다. 내 자료는 다음에서 볼 수 있습니다. 내 github. 사실, 저장소는 흑마법사의 마법서와 비슷합니다. 나 외에는 누구도 무엇이 어디에 있는지 이해하지 못할 것이며, 확인에 실패하면 미쳐버릴 수 있습니다.

방법론은 실무 지향적입니다.

이론은 문제 해결의 예를 사용하여 설명됩니다. 분기와 루프를 가르치는 프로그래밍 기초 수업에서는 한 주제에 대해 한 시간 내내 유용한 강의를 하는 것이 불가능합니다. 개념을 설명하는 데는 15~20분이면 충분합니다. 실제 작업을 수행할 때 주요 어려움이 발생합니다.
초보 교사는 한 강의에서 연산자, 분기, 루프 및 배열을 덜컥 덜컥 울릴 수 있습니다. 그러나 학생들은 이 정보를 동화하는 문제에 직면하게 될 것입니다.
자료를 말하는 것뿐만 아니라 듣는 사람이 내용을 이해했는지 확인하는 것도 필요합니다.

주제를 마스터한다는 사실은 학생이 독립적인 작업에 어떻게 대처하는지에 따라 결정됩니다.
학생이 교사의 도움 없이 특정 주제에 대한 문제를 해결했다면 해당 주제는 마스터된 것입니다. 자체 테스트를 보장하기 위해 각 작업은 테스트 시나리오가 포함된 표에 설명되어 있습니다. 작업에는 명확한 순서가 있습니다. 작업을 건너뛰는 것은 권장되지 않습니다. 현재 작업이 너무 어려우면 다음 작업으로 넘어가는 것은 쓸모가 없습니다. 훨씬 더 복잡합니다. 학생이 현재의 복잡한 작업을 숙달할 수 있도록 첫 번째 문제의 예를 사용하여 몇 가지 기술을 설명합니다. 실제로 주제의 전체 내용은 어려움을 극복하는 기술로 귀결됩니다. 사이클은 부작용에 가깝습니다.

첫 번째 작업은 항상 예입니다. 두 번째는 약간 다르며 첫 번째가 끝난 직후 교사의 감독 하에 "독립적으로" 수행됩니다. 모든 후속 작업은 오해를 유발할 수 있는 다양한 사소한 사항에 주의를 기울이는 것을 목표로 합니다.

예제에 대한 설명은 학생이 자료의 일부를 마스터했는지 확인하기 위해 전파 및 교차 검증을 다시 호출해야 하는 대화입니다.

나는 진부하고 주제에 대한 첫 번째 예가 매우 중요하다고 말할 것입니다. 광범위한 독립적 작업을 위한 자료가 있는 경우 첫 번째 예의 누락을 수정할 수 있습니다. 예제 외에 다른 것이 없다면 학생은 주제를 마스터하지 못할 가능성이 높습니다.

동안? 아니면 동안?

논쟁의 여지가 있는 문제 중 하나는 예를 들어 while 또는 for에 대한 구성 선택입니다. 한번은 교육 경험이 없는 현직 개발자 친구가 for 루프가 이해하기 가장 쉽다고 나를 설득하는 데 한 시간을 보냈습니다. 논쟁은 "그 안에 있는 모든 것이 명확하고 제자리에 배치되어 있다"는 것으로 요약됩니다. 그러나 진짜 초보자들이 겪는 어려움의 근본 원인은 글쓰기가 아니라 주기 자체에 대한 생각이다. 사람이 이 개념을 이해하지 못한다면 구문에 어려움을 겪을 것입니다. 아이디어가 실현되자마자 코드 디자인의 문제는 저절로 사라집니다.

내 자료에서 루프라는 주제는 분기라는 주제를 따릅니다. if와 while의 외적 유사성을 통해 "헤더의 조건이 true일 때 본문이 실행됩니다."라는 직접적인 비유를 그릴 수 있습니다. 주기의 유일한 특징은 몸체가 여러 번 실행된다는 것입니다.

두 번째 주장은 while이 for보다 형식 지정이 덜 필요하다는 것입니다. 형식이 적다는 것은 쉼표와 괄호가 누락되는 어리석은 실수가 적다는 것을 의미합니다. 초보자는 구문 오류를 자동으로 방지할 만큼 충분한 주의력과 세심함을 아직 개발하지 못했습니다.
세 번째 주장은 많은 좋은 책에서 첫 번째 주장으로 설명됩니다.

학생이 쉽게 표정을 바꿀 수 있다면, for에 대해 간단히 이야기해도 됩니다. 그러면 학생은 자신이 가장 좋아하는 것을 선택할 것입니다. 변형으로 인해 어려움이 발생하면 주의를 산만하게 하지 않는 것이 좋습니다. 학생이 먼저 while을 사용하여 모든 것을 해결하게 하세요. 루프 주제를 숙지하고 나면 솔루션을 다시 작성하여 while에서 for로 변환하는 연습을 할 수 있습니다.
사후 조건 루프는 매우 드문 짐승입니다. 나는 그것에 전혀 시간을 소비하지 않습니다. 학생이 패턴을 식별하고 표현을 변형하는 아이디어를 습득했다면 내 도움 없이도 그것을 알아낼 수 있습니다.

강한 학생들에게 첫 번째 예를 시연할 때, 첫 번째 예에서는 해결책뿐만 아니라 결과로 이어진 일련의 전체 행동을 기록하는 것이 중요하다는 사실에 주목합니다. 게으른 학생들은 글쓰기를 무시하고 최종 알고리즘만 복사할 수 있습니다. 그들은 언젠가 어려운 일이 그들에게 닥칠 것이라고 확신해야 합니다. 이 문제를 해결하려면 이 예와 같은 단계를 따라야 합니다. 그렇기 때문에 모든 단계를 기록하는 것이 중요합니다. 다음 문제에서는 솔루션의 최종 버전만 남겨 두는 것이 가능합니다.

자동화의 주요 아이디어는 사람을 위해 일상적인 작업을 컴퓨터에 맡기는 것입니다. 기본적인 기술 중 하나는 루프를 작성하는 것입니다. 동일한 반복동작이 여러 개 연속해서 프로그램에 작성될 때 사용됩니다.

명시적인 것이 암시적인 것보다 낫습니다.

첫 번째 반복 작업에서 동일한 문구를 여러 번 표시하는 것이 좋은 생각처럼 보일 수 있습니다. 예를 들어:

만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!
만세, 작동합니다!

이 옵션은 카운터 값이 출력에 표시되지 않기 때문에 좋지 않습니다. 이것은 초보자의 문제입니다. 그녀를 과소평가하지 마세요. 처음에는 이 작업이 첫 번째였고, 일련의 숫자를 오름차순으로 도출하는 작업이 두 번째였습니다. 본질적으로 동일한 "사이클 N 번"과 "A에서 B로의 사이클"이라는 추가 용어를 도입할 필요가 있었습니다. 불필요한 엔터티를 생성하지 않기 위해 일련의 숫자가 출력되는 예만 보여 주기로 결정했습니다. 준비 없이 머릿속에 카운터를 잡고 프로그램의 동작을 모델링하는 방법을 배우는 사람은 거의 없습니다. 일부 학생들은 순환 주제에 대한 정신적 모델링을 처음 접합니다.
약간의 연습을 마친 후 동일한 텍스트를 반복하여 독립적으로 해결하는 작업을 제공합니다. 눈에 보이는 카운터를 먼저 제공한 다음 보이지 않는 카운터를 제공하면 학생들의 문제가 줄어들 것입니다. 때로는 "화면에 카운터를 쓰지 마세요"라는 힌트만으로도 충분합니다.

다른 사람들은 어떻게 설명하나요?

인터넷에 있는 대부분의 교육 자료에서는 주기의 구문이 "강의"의 일부로 제공됩니다. 예를 들어, (현재)developer.mozilla.org에서는 while 루프와 함께 몇 가지 다른 구성이 설명되어 있습니다. 이 경우 디자인 자체만 템플릿 형태로 제공됩니다. 출시 결과는 말로 설명되지만 그림은 없습니다. 제 생각에는 주제에 대한 그러한 프레젠테이션은 그러한 자료의 유용성을 XNUMX으로 배가시킵니다. 학생이 코드를 다시 작성하고 직접 실행할 수 있지만 여전히 비교를 위한 표준이 필요합니다. 결과를 비교할 것이 없다면 예제가 올바르게 다시 작성되었음을 어떻게 이해할 수 있습니까?
예제 없이 템플릿만 제공하면 학생에게는 더욱 어려워집니다. 코드 조각이 템플릿에 올바르게 배치되었는지 이해하는 방법은 무엇입니까? 글을 써보시면 됩니다 어떻게 든, 그런 다음 실행합니다. 하지만 결과를 비교할 기준이 없다면 출시도 도움이 되지 않습니다.

Intuitive의 C++ 과정에서 루프 구문은 "연산자" 주제에 대한 강의 4의 세 번째 페이지에 묻혀 있습니다. 루프의 구문을 설명할 때 "연산자"라는 용어가 특히 강조됩니다. 이 용어는 “상징; 이것은 문입니다.", "{}는 복합 문입니다.", "루프 본문은 문이어야 합니다." 나는 이 접근 방식이 한 용어 뒤에 중요한 관계를 숨기는 것처럼 보이기 때문에 좋아하지 않습니다. 이 수준에서 프로그램의 소스 코드를 용어로 구문 분석하는 것은 컴파일러 개발자가 언어 사양을 구현하는 데 필요하지만 학생들이 첫 번째 근사치로 사용할 필요는 없습니다. 프로그래밍을 처음 접하는 사람들은 용어에 그렇게 세심한 주의를 기울일 만큼 꼼꼼하지 않습니다. 새로운 단어를 처음으로 기억하고 이해하는 사람은 드물다. 방금 배운 용어를 정확하게 적용할 수 있는 사람은 거의 없습니다. 그래서 학생들은 “(a<7);{ 동안 썼는데 프로그램이 작동하지 않아요” 같은 오류가 많이 발생합니다.
제 생각에는 처음에는 괄호를 사용하여 구성 구문을 즉시 제공하는 것이 좋습니다. 괄호가 없는 옵션은 학생이 "왜 괄호가 없고 작동하는지"라는 구체적인 질문이 있는 경우에만 설명되어야 합니다.

Okulov의 2012년 저서 "Fundamentals of 프로그래밍"에서는 루프에 대한 소개가 for 패턴으로 시작한 다음 사용에 대한 권장 사항을 제공하고 즉시 강의의 실험 섹션으로 이동합니다. 나는 이 책이 내 수업에 거의 오지 않는 아주 유능한 소수의 학생들을 위해 쓰여졌다는 것을 이해합니다.

인기 있는 책에서는 항상 코드 조각의 결과가 기록됩니다. 예를 들어 Shildt의 "Java 8. The Complete Guide" 2015년판이 있습니다. 먼저 템플릿이 제공되고 그 다음에는 예제 프로그램이 제공되고 그 직후에는 실행 결과가 제공됩니다.

예를 들어, 반대 작업을 수행하는 while 루프를 고려해보세요.
10부터 시작하여 정확히 10줄의 "측정값"이 표시됩니다.

//Продемонстрировать применение оператора цикла while
class While {
    public static void main(String args []) {
        int n = 10;
        while (n > 0) {
            System.out.println("такт " + n);
            n--;
        }
    }
}

일단 실행되면 이 프로그램은 다음과 같이 XNUMX개의 "사이클"을 출력합니다.
такт 10
такт 9
такт 8
такт 7
такт 6
такт 5
такт 4
такт 3
такт 2
такт 1

템플릿, 예제 프로그램 및 프로그램 결과를 설명하는 접근 방식은 "Javascript for Kids"라는 책과 w3schools.com의 js 과정에서도 사용됩니다. 웹 페이지 형식을 사용하면 이 예제가 대화형이 될 수도 있습니다.

Stroustrup의 2016년 저서 Principles and Practice Using C++는 더욱 발전했습니다. 첫 번째 단계는 어떤 결과를 얻어야 하는지 설명하는 것이며, 그 후에 프로그램 텍스트가 표시됩니다. 더욱이 그들은 무작위 프로그램을 예로 드는 것이 아니라 역사에 대한 소풍을 제공합니다. 이것은 주의를 끄는 데 도움이 됩니다. “보세요, 이것은 단지 쓸모없는 텍스트가 아닙니다. 의미 있는 일이 보인다."

반복의 예로, 저장 프로그램 기계(EDSAC)에서 실행되는 첫 번째 프로그램을 생각해 보십시오. 6년 1949월 XNUMX일 영국 케임브리지 대학교 컴퓨터 연구소의 데이비드 휠러(David Wheeler)가 작성했습니다. 이 프로그램은 간단한 사각형 목록을 계산하고 인쇄합니다.
0 0
1 1
2 4
3 9
4 16
...
98 9604
99 9801
여기서 각 줄에는 숫자, 탭 문자('t') 및 해당 숫자의 제곱이 차례로 포함됩니다. 이 프로그램의 C++ 버전은 다음과 같습니다.

//Вычисляем и распечатываем таблицу квадратов чисел 0-99
int main()
{
    int i = 0; // Начинаем с нуля
    while(i < 100){
        cout << i << 't' << square(i) << 'n';
        ++i;
    }
}

흥미롭게도 이 책에는 구문 패턴이 설명되어 있지 않습니다. 강사 매뉴얼의 Stroustrup (번역)은 학생들의 지능을 존중한다는 점을 강조합니다. 아마도 여러 예에서 패턴을 식별하는 능력은 그러한 지능의 표현으로 간주됩니다.

내가 직접 설명하면서

결과를 설명하고 문제를 해결한 다음 학생이 독립적으로 분석하는 Stroustrup의 접근 방식이 가장 사려 깊은 것 같습니다. 따라서 나는 그것을 기초로 삼기로 결정했지만 덜 역사적인 예, 즉 "목차"를 도출하는 작업을 사용하여 설명했습니다. 이는 "목차에 대한 과제를 기억하세요"라고 말할 수 있고 학생들이 이를 정확히 기억할 수 있도록 인식 가능한 기준을 형성합니다. 내 예에서는 가장 일반적인 두 가지 오해를 예방하려고 노력했습니다. 다음에는 그들에 대해 더 자세히 쓰겠습니다.

이 작업에서는 복잡한 문제를 해결하는 기술을 소개합니다. 초기 결정은 원시적이고 단순해야 합니다. 그러면 이 솔루션을 개선하는 방법에 대해 생각해 볼 수 있습니다.
Введение
Глава 1
Глава 2
Глава 3
Глава 4
Глава 5
Глава 6
Глава 7
Заключение

내 관찰에 따르면, 다양한 조합의 "템플릿-예제-결과" 접근 방식은 여전히 ​​학생들이 주기를 상형 문자로 인식한다는 사실로 이어집니다. 이는 거기에 글을 써야 하는 조건이 왜 있는지, i++와 i 중에서 선택하는 방법, 기타 명백해 보이는 것들을 이해하지 못했다는 사실에서 드러났습니다. 이러한 오해를 피하기 위해 주기에 대해 이야기하는 접근 방식에서는 동일한 작업을 반복한 다음 구조를 사용하여 형식화하는 것의 의미를 강조해야 합니다. 따라서 루프 구문을 제공하기 전에 문제를 정면으로 해결해야 합니다. 목차 문제에 대한 기본 솔루션은 다음과 같습니다.

Console.WriteLine("Введение");
Console.WriteLine("Глава 1");
Console.WriteLine("Глава 2");
Console.WriteLine("Глава 3");
Console.WriteLine("Глава 4");
Console.WriteLine("Глава 5");
Console.WriteLine("Глава 6");
Console.WriteLine("Глава 7");
Console.WriteLine("Заключение");

어떻게 개선할 수 있나요?
단조로운 행동을 주기로 바꾸세요.
변화 없이 연속적으로 반복되는 동작은 무엇입니까?
이 조각에는 아무 것도 없습니다. 그러나 "Chapter"라는 단어를 숫자와 함께 표시하는 명령은 서로 매우 유사합니다.
따라서 다음 단계는 조각 간의 차이점을 찾는 것입니다. 이 작업에서만 모든 것이 분명해지며 단일 명령이 반복되지 않고 5줄 이상의 코드 블록이 반복됩니다. 명령 목록뿐만 아니라 분기 또는 루프 구성에서도 검색해야 합니다.
이 예에서 명령 간의 차이점은 "Chapter"라는 단어 뒤의 숫자에 있습니다.
차이점을 찾았다면 변화의 패턴을 이해해야 합니다. 다른 조각은 숫자입니까? 지속적으로 증가하는가, 감소하는가? 나란히 놓인 두 팀 사이의 숫자 값은 어떻게 변합니까?
예에서 "Chapter"라는 단어 뒤의 숫자는 1씩 증가합니다. 차이점이 발견되면 패턴이 드러납니다. 이제 다른 조각을 변수로 바꿀 수 있습니다.
첫 번째 반복 조각 이전에 이러한 변수를 선언해야 합니다. 이러한 변수는 일반적으로 I 또는 j 또는 더 자세한 이름으로 불립니다. 초기값은 화면에 표시된 첫 번째 값과 같아야 합니다. 이 예에서 첫 번째 값은 1입니다.
일련의 숫자 "100, 101, 102, 103, 104, 105"를 표시하려면 어떤 초기 값을 취해야 합니까?
이 시리즈의 첫 번째 숫자는 100입니다.
각 출력 명령 후에 이 변수의 값을 1씩 늘려야 합니다. 이 단위가 변경 단계입니다.
일련의 숫자 "100, 102, 104, 106"에는 어떤 단계가 있습니까?
이 행의 2단계입니다.
다른 조각을 변수로 바꾼 후 코드는 다음과 같습니다.

Console.WriteLine("Введение");
int i;
i = 0;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Глава " + i);
i = i + 1;
Console.WriteLine("Заключение");

코드에 "변수의 패턴 표현" 기술을 적용하면 연속적으로 진행되는 동일한 작업의 여러 그룹이 생성됩니다. 이제 반복 작업을 루프로 대체할 수 있습니다.

루프를 사용해야 하는 문제를 해결하는 순서는 다음 단계로 구성됩니다.

1. 다양한 개별 명령으로 "정면" 문제 해결
2. 패턴 찾기
3. 변수의 패턴을 표현
4. 주기로 배열

다음으로, 학생이 “모든 것을 이해하지만 말할 수는 없습니다”라는 상황에 빠지지 않도록 새로운 용어를 도입합니다.
— 카운터는 항상 루프의 단계 수를 추적하는 데 필요한 변수입니다. 일반적으로 제약 조건과 비교되는 정수입니다.
— 카운터 단계 — 카운터 변경 패턴에 대한 설명입니다.
- 제약 조건 - 알고리즘이 최종이 되도록 카운터를 비교하는 숫자 또는 변수입니다. 카운터 값이 한계에 가까워지도록 변경됩니다.
— 루프 본문 — 반복될 명령 세트입니다. "명령은 루프 안에 작성되었습니다"라고 말하면 본문을 의미합니다.
— 루프 반복 — 루프 본문을 한 번 실행합니다.
— 루프 조건 — 또 다른 반복이 실행될지 여부를 결정하는 논리식입니다. (여기서는 분기 구조와 혼동이 있을 수 있습니다)
처음에는 학생들이 다른 목적으로 용어를 사용할 것이라는 사실에 대비해야 합니다. 이것은 강자와 약자 모두에게 적용됩니다. 공통 언어를 확립하는 것은 예술입니다. 이제 간략하게 작성하겠습니다. "<term>으로 코드 조각 강조 표시" 작업을 설정하고 대화에서 이러한 용어를 직접 올바르게 사용해야 합니다.
루프를 사용하여 변환한 후 조각을 얻습니다.

Console.WriteLine("Введение");
int i = 0;
while (i < 7) {
    Console.WriteLine("Глава " + i);
    i = i + 1;
}
Console.WriteLine("Заключение");

주요 오해

학생들 사이에서 널리 알려진 오해 중 하나는 한 번만 수행하면 되는 작업을 루프 내에 배치한다는 것입니다. 예를 들면 다음과 같습니다.

;
int i = 0;
while (i < 7) {
    Console.WriteLine("Введение")
    Console.WriteLine("Глава " + i);
    i = i + 1;
    Console.WriteLine("Заключение");
}

학생들은 처음에나 더 복잡한 문제에서 항상 이 문제에 직면합니다.
이 경우 주요 힌트는 다음과 같습니다.

명령을 몇 번 반복해야 합니까? 한 번입니까 아니면 여러 번입니까?

"Introduction"과 "Conclusion"이라는 단어를 인쇄하고 변수 i를 선언하고 초기화하는 명령은 다른 반복 작업과 다릅니다. 이는 한 번만 실행됩니다. 즉, 루프 본문 외부에 작성해야 합니다.

나중에 문제가 발생할 경우 참조할 수 있도록 솔루션의 세 단계 모두 코드에 남아 있어야 합니다. 방해하지 않도록 처음 두 옵션을 주석 처리하는 것으로 충분합니다.
학생은 다음 사실에 주의를 기울여야 합니다.
— 루프 조건에서는 일반적으로 카운터와 제한이 비교됩니다. 카운터는 루프 본문에서 변경될 수 있지만 제한은 변경할 수 없습니다. 이 규칙을 깨려면 설득력 있는 이유를 공식화해야 합니다.
— "소개" 및 "결론"이라는 단어를 표시하는 명령은 루프 본문 외부에 있습니다. 우리는 그것들을 한 번 수행해야 합니다. "소개" - 작업을 반복하기 전, "결론" - 이후.
이 주제를 통합하고, 다음 주제를 숙달하고, 어려움을 처리하는 과정에서 실력이 뛰어난 학생이라도 다음과 같은 질문을 하는 것이 유용합니다. “이 작업을 몇 번이나 수행해야 합니까? 하나인가, 아니면 다수인가?

추가 기술 개발

주기를 학습하는 과정에서 학생들은 문제를 진단하고 해결하는 기술도 개발합니다. 진단을 수행하려면 학생이 원하는 결과를 제시하고 이를 실제 결과와 비교해야 합니다. 시정 조치는 둘 사이의 차이에 따라 달라집니다.
이 단계의 학생들은 아직 '원하는' 결과에 대해 거의 알지 못하므로 테스트 데이터에 집중할 수 있습니다. 일반적으로 이 단계의 어느 누구도 무엇이 잘못될 수 있는지, 어떻게 처리해야 하는지 아직 이해하지 못합니다. 따라서 저는 일반적인 문제에 대한 설명과 이를 해결하는 여러 가지 방법을 노트에 적습니다. 가장 적합한 것을 선택하는 것은 학생 자신의 임무입니다.
“예상했던 일이 일어났는가?”, “지금은 어떤 상황이 일어났는가?”, “적용된 솔루션이 도움이 되었는가?”를 묻는 기록이 필요합니다.

1. 작업 수가 예상보다 1개 적거나 많습니다. 솔루션:
   — 카운터의 초기 값을 1만큼 증가시킵니다.
   — 엄격한 비교 연산자(< 또는 >)를 엄격하지 않은 비교 연산자(<= 또는 >=)로 바꿉니다.
   — 한계값을 1로 변경합니다.
2. 루프의 작업은 멈추지 않고 무기한 수행됩니다. 솔루션:
   — 카운터 변경 명령이 누락된 경우 추가합니다.
   — 값이 한계에 가까워지도록 카운터 변경 명령을 수정합니다.
   — 루프 본문에 있는 경우 제약 조건 변경 명령을 제거합니다.
3. 루프의 작업 수가 예상보다 1개 이상 적거나 많습니다. 루프의 작업이 한 번도 실행되지 않았습니다. 먼저 루프가 시작되기 직전에 변수의 실제 값을 찾아야 합니다. 솔루션:
   — 제약 조건의 초기 값을 변경합니다.
   — 카운터의 초기 값을 변경합니다.

문제 3은 일반적으로 잘못된 변수를 사용하거나 카운터를 XNUMX으로 재설정하지 않는 것과 관련됩니다.

이 설명 후에도 학생은 루프 작동 방식에 대해 여전히 다양한 오해를 가질 수 있습니다.
가장 일반적인 문제를 해결하기 위해 다음 작업을 제공합니다.

1. 한계, 초기 카운터 값 또는 카운터 단계를 사용자가 입력하는 곳입니다.
2. 일부 산술 표현식에서 카운터 값을 사용해야 합니다. 차이가 비선형이 되도록 근수식이나 분모에 카운터를 사용하는 것이 좋습니다.
3. 루프가 실행되는 동안 카운터 값이 화면에 표시되지 않습니다. 예를 들어 필요한 수의 동일한 텍스트 조각을 표시하거나 거북이 그래픽으로 그림을 그립니다.
4. 먼저 몇 가지 반복적인 작업을 수행한 다음 다른 작업을 수행해야 합니다.
5. 반복 전후에 다른 작업을 수행해야 하는 경우

각 작업에 대해 테스트 데이터와 예상 결과를 제공해야 합니다.

얼마나 빨리 움직일 수 있는지 이해하려면 이러한 문제의 용어를 읽고 "예제와 어떻게 다릅니까?", "이 문제를 해결하려면 예에서 무엇을 변경해야 합니까?"라고 질문해야 합니다. 학생이 의미 있게 대답한다면 수업 시간에 적어도 한 가지 이상은 풀도록 하고, 나머지는 집에서 스스로 풀도록 하십시오. 솔루션이 성공하면 루프 내부의 조건을 설명하기 시작할 수 있습니다.
혼자서 문제를 해결하는 데 어려움이 있다면 수업 시간에 모든 것을 해결해야 합니다. 부엉이를 그리는 식으로 문제를 해결하는 것을 피하기 위해 먼저 비보편적인 방식으로 문제를 해결하는 것이 좋습니다. 즉, 솔루션이 첫 번째 테스트를 통과하고 루프 구성을 사용하지 않도록 합니다. 그렇다면 솔루션의 보편성을 달성하기 위해 변환을 적용하십시오.

루프와 분기

제 생각에는 "분기 내 순환"이라는 주제를 별도로 제공하는 것이 유용합니다. 그러면 나중에 조건을 여러 번 확인하는 것과 한 번 확인하는 것의 차이점을 확인할 수 있습니다.
통합 작업은 사용자가 입력한 숫자를 A에서 B로 출력하는 것입니다.
- 항상 오름차순입니다.
- A와 B의 값에 따라 오름차순 또는 내림차순.

"루프 내에서 분기"라는 주제는 학생이 "패턴을 변수로 대체" 및 "반복 작업을 주기로 대체"라는 기술을 숙지한 후에만 진행되어야 합니다.
루프 내부에서 분기를 사용하는 주된 이유는 패턴의 예외입니다. 중간에는 초기 데이터에 따라 깨집니다.
간단한 기술을 결합하여 해결책을 찾을 수 있는 학생들의 경우 "분기는 루프 내부에 작성될 수 있습니다"라고 말하고 "예를 들어" 문제를 완전히 독립적으로 해결할 수 있도록 제공하는 것으로 충분합니다.
예시 작업:

사용자는 숫자 X를 입력합니다. 0부터 9까지의 숫자를 한 열에 표시하고 X와 동일한 숫자 반대편에 '+' 기호를 넣습니다.

0을 입력한 경우0+
1
2
3
4
5
6
7
8
9

6을 입력한 경우0
1
2
3
4
5
6+
7
8
9

9을 입력한 경우0
1
2
3
4
5
6
7
8
9+

777을 입력한 경우0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

루프를 사용하여 작성하기에 간단한 설명만으로는 충분하지 않은 경우 루프 없이 동일한 문제에 대한 보편적인 솔루션을 달성해야 합니다.
다음 두 가지 옵션 중 하나가 제공됩니다.
원하는

string temp;
temp = Console.ReadLine();
int x;
x = int.Parse(temp);
if (x==0) {
    Console.WriteLine(0 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(0);
}
if (x==1) {
    Console.WriteLine(1 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(1);
}
if (x==2) {
    Console.WriteLine(2 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(2);
}
if (x==3) {
    Console.WriteLine(3 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(3);
}
if (x==4) {
    Console.WriteLine(4 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(4);
}
if (x==5) {
    Console.WriteLine(5 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(5);
}
if (x==6) {
    Console.WriteLine(6 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(6);
}
if (x==7) {
    Console.WriteLine(7 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(7);
}
if (x==8) {
    Console.WriteLine(8 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(8);
}
if (x==9) {
    Console.WriteLine(9 + "+");
} else {
    Console.WriteLine(9);
}

가능한

string temp;
temp = Console.ReadLine();
int x;
x = int.Parse(temp);
if (x==0) {
    Console.WriteLine("0+n1n2n3n4n5n6n7n8n9");
}
if (x==1) {
    Console.WriteLine("0n1+n2n3n4n5n6n7n8n9");
}
if (x==2) {
    Console.WriteLine("0n1n2+n3n4n5n6n7n8n9");
}
if (x==3) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3+n4n5n6n7n8n9");
}
if (x==4) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4+n5n6n7n8n9");
}
if (x==5) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4n5+n6n7n8n9");
}
if (x==6) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4n5n6+n7n8n9");
}
if (x==7) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4n5n6n7+n8n9");
}
if (x==8) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4n5n6n7n8+n9");
}
if (x==9) {
    Console.WriteLine("0n1n2n3n4n5n6n7n8n9+");
}

나는 Branching이라는 주제를 공부하면서 비슷한 과제를 미리 내놓는다.
학생이 "가능한" 옵션을 생각해낸다면, 동일한 문제에 대해 여러 가지 해결책이 있을 수 있다는 점을 알려주어야 합니다. 그러나 요구 사항 변경에 대한 저항력이 다릅니다. 질문: "다른 숫자를 추가해야 한다면 코드에서 몇 군데를 수정해야 합니까?" "가능한" 버전에서는 분기를 하나 더 추가하고 다른 10개 위치에 새 번호를 추가해야 합니다. "원하는" 항목에서는 하나의 분기만 추가하는 것으로 충분합니다.
"원하는" 옵션을 재현하도록 작업을 설정한 다음 코드에서 패턴을 찾아 변수 교체를 수행하고 루프를 작성합니다.
다른 방법으로 루프 없이 이 문제를 해결하는 방법에 대한 아이디어가 있으면 댓글에 적어주세요.

루프 내의 루프

이 주제에서는 다음 사항에 주의해야 합니다.
— 내부 루프와 외부 루프의 카운터는 서로 다른 변수여야 합니다.
— 내부 루프의 카운터는 여러 번 재설정되어야 합니다(즉, 외부 루프의 본문에서).
— 텍스트 출력 작업에서는 먼저 여러 줄에 한 글자를 쓴 다음 두 번째 글자를 쓸 수 없습니다. 먼저 첫 번째 줄의 모든 문자를 인쇄한 다음 두 번째 줄의 모든 문자를 인쇄해야 합니다.

카운터를 XNUMX으로 재설정하는 것의 중요성을 설명함으로써 루프 내 루프 주제 설명을 시작하는 것이 가장 좋습니다.
예시 작업:

사용자는 두 개의 숫자(R과 T)를 입력합니다. 두 줄의 "#" 문자를 인쇄합니다. 첫 번째 줄에는 R 문자가 포함되어야 합니다. 두 번째 줄에는 T 조각이 포함되어 있습니다. 숫자가 음수이면 오류 메시지를 표시합니다.

R=5, T=11#####
###########

R=20, T=3####################
# # #

R=-1, T=6R 값은 음수가 아니어야 합니다.

R=6, T=-2T 값은 음수가 아니어야 합니다.

분명히 이 문제에는 적어도 두 가지 해결책이 있습니다.
원하는

string temp;
int R;
int T;
temp = Console.ReadLine();
R = int.Parse(temp);
temp = Console.ReadLine();
T = int.Parse(temp);
int i = 0;
while (i < R)
{
    Console.Write("#");
    i = i + 1;
}
Console.WriteLine();
i = 0;
while (i < T)
{
    Console.Write("#");
    i = i + 1;
}

가능 #1

string temp;
int R;
int T;
temp = Console.ReadLine();
R = int.Parse(temp);
temp = Console.ReadLine();
T = int.Parse(temp);
int i = 0;
while (i < R)
{
    Console.Write("#");
    i = i + 1;
}
Console.WriteLine();
int j = 0;
j = 0;
while (j < T)
{
    Console.Write("#");
    j = j + 1;
}

차이점은 "가능한" 솔루션에서는 두 번째 줄을 출력하는 데 두 번째 변수가 사용되었다는 것입니다. 두 루프 모두에 동일한 변수를 사용해야 합니다. 이러한 제한은 두 사이클에 대해 하나의 카운터를 사용하는 솔루션이 "카운터 재설정"이라는 용어를 예시한다는 사실로 정당화될 수 있습니다. 다음 문제를 해결하려면 이 용어를 이해하는 것이 필요합니다. 절충안으로 문제에 대한 두 솔루션을 모두 저장할 수 있습니다.

두 개의 루프에 하나의 카운터 변수를 사용할 때 발생하는 일반적인 문제는 다음과 같습니다.
R=5, T=11#####
######

두 번째 줄의 문자 수는 T 값과 일치하지 않습니다. 이 문제에 대한 도움이 필요한 경우 루프의 일반적인 문제에 대한 참고 사항을 조사해야 합니다. 이것이 증상 #3입니다. 두 번째 사이클 직전에 카운터 값 출력을 추가하면 진단됩니다. 재설정하여 수정했습니다. 하지만 이 사실은 바로 말하지 않는 것이 좋습니다. 학생은 최소한 하나의 가설을 세우도록 노력해야 합니다.

물론 또 다른 해결책이 있습니다. 그러나 나는 학생들 사이에서 그것을 본 적이 없습니다. 주기를 공부하는 단계에서 그것에 관한 이야기는 주의를 산만하게 할 것입니다. 나중에 문자열 함수에 대해 배울 때 다시 돌아올 수 있습니다.
가능 #2

string temp;
int R;
int T;
temp = Console.ReadLine();
R = int.Parse(temp);
temp = Console.ReadLine();
T = int.Parse(temp);
Console.WriteLine(new String('#', R));
Console.WriteLine(new String('#', T));

다음 필수 작업:

0부터 9까지의 숫자를 표시하십시오. 각 숫자는 한 줄에 있어야 합니다. 한 줄의 자릿수(W)는 키보드에서 입력됩니다.

승 = 10
1
2
3
4
5
6
7
8
9

승 = 100000000000
1111111111
2222222222
3333333333
4444444444
5555555555
6666666666
7777777777
8888888888
9999999999

학생이 변수를 대체하는 기술을 습득했다면 매우 빠르게 대처할 것입니다. 변수를 재설정할 때 발생할 수 있는 문제가 다시 발생합니다. 변화를 감당할 수 없다면, 서두르고 더 간단한 문제를 해결해야 한다는 의미입니다.

관심을 가져주셔서 감사합니다. 채널을 좋아요하고 구독하세요.

PS. 본문에 오타나 오류가 있으면 알려주세요. 텍스트의 일부를 선택하고 Mac에서는 "⌘ + Enter"를 누르고 클래식 키보드에서는 "Ctrl / Enter"를 누르거나 개인 메시지를 통해 수행할 수 있습니다. 이러한 옵션을 사용할 수 없는 경우 댓글에 오류에 대해 적어주세요. 감사합니다!

등록된 사용자만 설문 조사에 참여할 수 있습니다. 로그인제발

카르마가 없는 독자를 위한 설문조사

• 20,0%나는 전문적으로 가르칩니다. +12

• 10,0%나는 전문적으로 가르친다. -11

• 70,0%나는 가르치지 않는다, +17

• 0,0%나는 가르치지 않는다, -10

• 0,0%기타0

10명의 사용자가 투표했습니다. 5명의 사용자가 기권했습니다.

출처 : habr.com