Myślenie algorytmiczne

Myślenie algorytmiczne jest częścią szerszego myślenia informatycznego i polega na projektowaniu i analizowaniu algorytmów.

Co obejmuje myślenie algorytmiczne?

Algorytm to dokładnie określony sposób postępowania prowadzący do rozwiązania danego problemu. Myślenie algorytmiczne najczęściej wykorzystuje się podczas programowania, czyli zapisywania algorytmów wykonywanych przez komputer. Ma ono jednak zastosowanie także w życiu codziennym – przykładami prostych algorytmów są przepisy kulinarne czy instrukcje pozwalające dotrzeć z jednego miejsca do drugiego.

Myślenie algorytmiczne obejmuje nie tylko tworzenie algorytmu, ale także inne powiązane działania:

Zrozumienie i precyzyjne sformułowanie problemu.
Abstrakcję, rozkład problemu na mniejsze części, odróżnianie elementów istotnych od mniej ważnych.
Rozważanie różnych sposobów rozwiązania problemu, porównywanie efektywności algorytmów, optymalizację procedur.
Zrozumienie algorytmu stworzonego przez kogoś innego oraz jego wykonanie.
Wyszukiwanie i poprawianie błędów.

Myślenie algoryticzne na

Zagadnienie podzieliliśmy na kilka podtematów:

Rozpoznawanie wzorów – wyszukiwanie wspólnych cech i zależności, wzorców w ciągach, opisywanie wcorców
Sekwencje poleceń – budowanie algorytmów z kilku poleceń
Pętle i warunki – powtarzanie i warunkowe wykonywanie poleceń
Zmienne – praca z informacją o stanie, zapisywanie wartości w zmiennych
Funkcje i uogólnianie – uogólnianie (abstrakcja) wzorców, rozkładanie problemów na części (dekompozycja), stosowanie funkcji
Tworzenie programów – debugowanie, wyszukiwanie błędów

Przykłady w tej części opierają się głównie na „mikrośrodowiskach”, czyli prostych, intuicyjnych przestrzeniach z ograniczoną liczbą poleceń, ale ciekawą dynamiką.

Decydowanie

Szybkie ćwiczenie polegające na wybraniu prawidłowej odpowiedzi spośród dwóch propozycji.

Myślenie algorytmiczne

Rozpoznawanie wzorców

Wspólna cecha

Wspólna cecha: słowa

Wspólna cecha: emoji

Wzorce w ciągach

Ciągi liczbowe na obrazkach

Opis wzorców

Ciągi liczbowe z opisem

Odkrywanie ukrytych reguł

Zależności pomiędzy słowami

Rozkład obrazków na elementy

Wzory kafelków

Sekwencje poleceń

Wejście i wyjście

Zmienne

Zmienne: ogólne zasady

Typy zmiennych

Nazwy zmiennych

Tworzenie programów

Schematy blokowe

Schematy blokowe: podstawy

Wspólna cecha: słowa

Decydowanie • średnie

Przesuwanie

Przesuwanie karteczek w odpowiednie miejsce. Proste sterowanie, atrakcyjne i oryginalne zadania.

Myślenie algorytmiczne

Rozpoznawanie wzorców

Wspólna cecha

Trójki

Wzorce w ciągach

Stopniowa przemiana

Uzupełnianie ciągu: liczby

Uzupełnianie ciągu: symbole

Uzupełnianie ciągu: kształty geometryczne

Opis wzorców

Opis wzorów: wyszywanie

Odkrywanie ukrytych reguł

Czarodziejskie różdżki

Mikser obrazków

Kody kwiatów

Rozkład obrazków na elementy

Rozkład obrazków

Rozkład obrazków (z powtórzeniami)

Sekwencje poleceń

Kolejność poleceń

Błądząca mysz

Budowle z klocków

Funkcje i uogólnianie

Abstrakcje

Domino: abstrakcje

Drabina abstrakcji

Funkcje z parametrami

Funkcje z obrazkami

Przesuwanie • średnie

Zaznaczanie

Twoim zadaniem jest zaznaczenie na rysunku lub w tekście wszystkich poprawnych odpowiedzi.

Myślenie algorytmiczne

Rozpoznawanie wzorców

Takie same wzorce

Szukanie par

Wspólna cecha

Wzorce w ciągach

Intruzi w ciągu: obrazki

Intruzi w ciągu: liczby

Intruzi w diagramie: obrazki

Intruzi w diagramie: liczby

Odkrywanie ukrytych reguł

Kolorowanie: tajna reguła

Rozkład obrazków na elementy

Nakładanie się kształtów

Wzory z kafelków

Funkcje i uogólnianie

Abstrakcje

Funkcje z parametrami

Kolorowanie: wywoływanie funkcji z parametrami

Intruzi w diagramie: liczby

Zaznaczanie • średnie

Memory

Szukanie pasujących par.

Myślenie algorytmiczne

Rozpoznawanie wzorców

Takie same wzorce

Płatki śniegu

Kwiatki

Bransoletki

Takie same wykresy

Guziki i nitki

Wspólna cecha

Wspólna cecha: znaki i liczby

Opis wzorców

Zapis esów floresów

Rozkład obrazków na elementy

Rozkład obrazków

Rozkład kształtów

Rozkład obrazków (z powtórzeniami)

Kolorowe kafelki

Sekwencje poleceń

Kolejność poleceń

Obrazki żółwia

Pętle i warunki

Powtórz Nx

Obrazki żółwia (z powtórzeniami)

Zmienne

Zmienne: ogólne zasady

Typy zmiennych

Funkcje i uogólnianie

Abstrakcje

Klasyfikacja obrazów

Abstrakcje potworków

Płatki śniegu

Memory • łatwe

Wpisywanie odpowiedzi

Ćwiczenie, w którym wpisujesz odpowiedź na klawiaturze.

Myślenie algorytmiczne

Rozpoznawanie wzorców

Takie same wzorce

Wzorce czytane od końca

Wzorce w ciągach

Odkrywanie ukrytych reguł

Wzorce czytane od końca

Wpisywanie odpowiedzi • łatwe

Strzałki

Nawiguj skrzata do domku. Zadanie logiczne, które doskonale sprawdza się jako rozgrzewka przed programowaniem.

Rozgrzewka skrzata

Umieść strzałki w lesie i pomóż skrzatowi dotrzeć do domu. Liczba strzałek jest ograniczona, więc musisz trochę pogłówkować.

Zbieranie grzybów

W drodze do domu skrzat musi zebrać wszystkie grzyby.

Skoki

W lesie można czasami natrafić na stawek. Skrzat może go przeskoczyć pod warunkiem, że będzie miał sprężynę w odpowiednim miejscu.

Więcej skrzatów

Tym razem mamy kilka skrzatów. Każdy z nich chce dojść do domku w swoim kolorze. Ostrożnie, bo skrzaty nie mogą się zderzyć!

Uważaj na orka!

W lesie pojawił się zły ork. Skrzat musi szybko schować się w swoim domku, uważając, żeby po drodze nie wpaść na orka.

Zmiana koloru

Skrzat nauczył się zaklęcia, dzięki któremu może zmienić kolor ubranka.

Głazy i różdżka

W lesie czasami przeszkadzają głazy. Na szczęście istnieje magiczna różdżka, która może je odczarować.

Wybuchający muchomor

W lesie zaczęły rosnąć magiczne muchomory. Kiedy ktoś przechodzi obok nich, wybuchają!

Obrotowe strzałki

Leśni wynalazcy wymyślili specjalne strzałki, które obracają się za każdym razem, gdy skrzat przechodzi obok.

Znikające strzałki

Tym razem mamy znikające strzałki jednorazowego użytku.

Leśne wyprawy I

Leśne wyprawy z różnymi elementami: grzyby, stawy, kilka skrzatów...

Teleport

Nadszedł czas na kolejne zaklęcie – bramy teleportacyjne, które przenoszą skrzaty z jednego miejsca na drugie.

Leśne wyprawy II

Ciąg dalszy leśnych wypraw z różnymi elementami.

Leśne wyprawy III

Trzecia część leśnych wypraw z różnymi elementami.

Trudne

A na koniec kilka trudniejszych zadań.

Leśne wyprawy III

Strzałki

Grafika żółwia

Rysowanie obrazków grafiką żółwia przy użyciu programowania blokowego.

Podstawy

Na początek nauczymy żółwia podstawowych poleceń ruchu i skręcania i narysujemy razem z nim kilka prostych rysunków.

Rysunki z powtórzeniami

Dodamy żółwiowi możliwość powtarzania poleceń, dzięki czemu będzie mógł narysować więcej rzeczy.

Rysowanie

Aby rysunki nie były tak prymitywne, nauczymy żółwia, jak używać koloru i podnosić pędzel.

Rysowanie II

A teraz spróbujemy narysować kilka obrazków z (żółwiego) życia. Rysowanie tych obrazków nie należy do najłatwiejszych, ale równocześnie nie wymaga żadnych skomplikowanych ruchów.

Wzory z powtórzeniami

Jeżeli odpowiednio użyjemy zagnieżdżonych powtórzeń, żółw będzie rysował przepiękne wzory.

Żółw z limitem

W tym zestawie Twoim zadaniem jest napisanie krókich programów dla żółwia –⁠ każde zadanie ma limitowaną liczbę poleceń. Czy uda Ci się znaleźć poprawny, krótki zapis programu?

Wzory z powtórzeniami II

Kilka kolejnych wzorów z regularnymi powtórzeniami. Niektóre na pierwszy rzut mogą wydawać się skomplikowane, ale ich narysowanie nie jest trudne. Trzeba tylko uważnie się przyjrzeć.

Zmienne

Nauczymy żółwia używania zmiennych, dzięki którym będzie mógł narysować spirale.

Zmienne II

Trudniejsze przykłady ze zmiennymi.

Debugowanie rysunków

W tym zestawie mamy przygotowane programy, w których jednak wkradł się błąd. Spróbuj go znaleźć i naprawić.

Modyfikowanie programów

W tym zestawie mamy do dyspozycji rozwiązania, którym trochę brakuje do ideału. Twoim zadaniem jest zmodyfikować program w taki sposób, aby był krótszy i zmieścił się w limicie poleceń.

Poprawne kąty

Żółw potrafi narysować piękne gwiazdy i inne ciekawe wzory. Trzeba mu jednak powiedzieć, pod jakim kątem musi skręcić. Spróbuj nie zgadywać miary kąta, tylko ją obliczyć.

Żółw z limitem II

Drugi, trudniejszy zestaw z limitem na liczbę poleceń.

Podchwytliwe

Kilka trudniejszych zadań. Często można rozwiązać je za pomocą krótkiego programu, ale trzeba wpaść na odpowiedni pomysł.

Żółwie eksperymentarium

Na koniec kilka zadań, z którymi można się „pobawić”. Nie mamy tu niczego konkretnego do zrobienia. Możemy dowolnie eksperymentować z gotowym programem.

Poprawne kąty

Grafika żółwia

ProgMalowanie

Tworzenie obrazków poprzez łączenie podstawowych kształtów (np. koło, kwadrat), wykorzystanie programowania blokowego.

Składanie kształtów

Składając ze sobą podstawowe kształty, możemy stworzyć ciekawe rysunki geometryczne, zwłaszcza gdy użyjemy do tego specjalnego pędzla odwrotnego.

Składanie kształtów II

Dobrze przyjrzyj się kształtom i spróbuj złożyć je z kształtów podstawowych.

Malowanie: rozgrzewka

Zestaw przykładów na rozgrzewkę, dzięki którym wypróbujesz sterowanie.

Rysunki

Tworzenie rysunków za pomocą podstawowych operacji. Trzeba trochę zastanowić się nad prawidłową kolejnością...

Rysunki II

Bardziej szczegółowe rysunki. Nie wymagają wielkiego namysłu, tylko trochę staranności.

Wzory z powtórzeniami I

Tu mamy dodatkowe polecenie powtórzenia, którego użyjemy do narysowania rzędów i wzorów.

Wzory z powtórzeniami II

Bardziej zaawansowany zestaw wykorzystujący powtórzenia.

Zmienne I

A teraz dodamy zmienne, które w połączeniu z powtórzeniami pozwolą nam tworzyć nowe, jeszcze ciekawsze wzory.

Zmienne II

Funkcje

Za pomocą funkcji możemy tworzyć nowe wzory i umieszczać je w różnych miejscach na płótnie.

Debugowanie rysunków

Ważną częścią programowania jest debugowanie, czyli wyszukiwanie błędów i ich naprawianie. W tym zestawie możesz przećwiczyć tę umiejętność: masz gotowy program, który wymaga dopracowania.

Podchwytliwe

Zbiór trudniejszych zadań na koniec.

Rysunki II

ProgMalowanie

Platformówka

Steruj skaczącą postacią za pomocą programowania blokowego.

Czarowanie

Pan Blob potrafi czarować! Na przykład umie odczarować wszystkie platformy z trawą.

Duch

Pan Blob potrafi przemienić się w ducha. Jako duch może przejść przez niebezpieczne kolce i pająki, ale nie może zbierać monet.

Rozgrzewka

Pan Blob musi dotrzeć do drzwi. Naucz go, jaką akcję w jakim momencie ma wykonać, aby mógł wypełnić swoją misję.

Interakcje

Stwórz własne zasady gry, a następnie zagraj w grę! W tym zestawie pan Blob potrafi reagować nie tylko na elementy na planszy, ale także na kliknięcia.

Interakcje i strzelanie

Stwórz własną strzelankę! Użyj klikania, aby pomóc panu Blobowi pokonać pająki.

Interakcje i czarowanie

Pan Blob będzie czarował, a ty możesz mu pomóc, klikając we właściwym momencie.

Warunki: podstawy

Pan Blob jest inteligentny i nie musi robić tego samego przy wszystkich kaktusach. Może podejmować decyzje w zależności od tego, czy kaktus rośnie na trawie czy na piasku.

Pająki i strzały

Uwaga: niektóre platformy są strzeżone przez gigantyczne pająki. Na szczęście pan Blob potrafi je zestrzelić.

Warunki rozszerzone

Aby móc podejmować lepsze decyzje, pan Blob musi nauczyć się nowych warunków dotyczących kierunku chodzenia i liczby monet.

Interakcje i warunki

Teraz Pan Blob zajmie się eksplorowaniem trudniejszych światów platformowych, wykorzystując warunki i kliknięcia.

Duch i warunki

Pan Blob znów musi przemienić się w ducha, ale tym razem tylko w odpowiednich warunkach.

Czarowanie z warunkami

Teraz pan Blob będzie potrzebował zarówno czarów, jak i warunków.

Kombinacje warunków

W tym zestawie zastosujemy kombinację warunków (operatory logiczne, warunki zagnieżdżone).

Liczniki

Liczniki II

Podchwytliwe

Zbiór trudniejszych zadań. Niektóre można rozwiązać za pomocą prostego programu, choć znalezienie właściwego rozwiązania może przysporzyć trochę problemów.

Duch i warunki

Platformówka

Budowniczy

Stwórz program dla budowniczego Romana za pomocą programowania blokowego.

Podstawy budownictwa

Poznaj budowniczego Romana. Roman trenuje podstawowe czynności (chodzenie, przenoszenie materiału, budowanie, wycinanie).

Budowle z planowaniem

Budowle z powtórzeniami

Roman szybko się uczy i potrafi już zbudować różne obiekty. Do przydzielania zadań przyda się polecenie powtórz.

Budowle z powtórzeniami: trudniejsze

Powtarzaj dopóki

Tym razem wypróbujemy odmianę polecenia powtórz z wykorzystaniem warunków.

Powtarzaj dopóki: trudniejsze

Powtarzanie i warunki

Powtarzanie i warunki: trudniejsze

Pętle zagnieżdżone

Funkcje bez parametrów

Rekurencja

Debugowanie programów

Podchwytliwe

Powtarzaj dopóki

Budowniczy

Kod kostki

Nawiguj kostkę po planszy zgodnie z podanym programem. Ćwiczenie trenujące umiejętność czytania programów.

Rozgrzewka kostek

Madam Kostka i pan Kostek wyruszają na spacer po planszy. Poruszają się dokładnie według instrukcji.

Powtórz Nx

Do zapisania dłuższego spaceru możemy skorzystać z polecenia powtórz.

Spacery z decydowaniem I

Przebieg spaceru może zależeć o koloru pola lub od liczby kropek na kostce.

Spacery z decydowaniem II

Teraz kostki mają przed sobą trudniejsze decyzje.

Powtarzaj dopóki

Do tej pory mieliśmy pętle z podaną liczbą powtórzeń. Teraz zastosujemy powtórzenia zgodne z warunkiem.

Wielokrotne decydowanie I

Jeżeli połączymy powtarzanie i warunki, otrzymamy ciekawe trasy spacerowe.

Wielokrotne decydowanie II

Podwójne powtórzenia

Wyprawy kostek

Funkcje kostki

Funkcje z parametrami

Rozgrzewka kostek

Kod kostki

Robotanik

Proste sterowanie graficzne, zawiłe zadania programistyczne.

Trening

Zapoznaj się z podstawowym sterowaniem Robotanika.

Łatwe

Zestaw prostych zadań, z którymi poradzi sobie każdy początkujący programista (przy odrobinie pomyślunku).

Średnie

Przy tych zadaniach trzeba już będzie trochę bardziej pogłówkować, ale nie ma w nich jeszcze żadnych haczyków.

Trudne

Tutaj zaczyna się robić nieco trudniej. W wielu zadaniach trzeba już sprawnie posługiwać się rekurencją (zagnieżdżonymi wywołaniami funkcji i powrotami z nich).

Prawdziwe wyzwanie

Te zadania potrafią dać w kość nawet doświadczonemu programiście.

Trudne

Robotanik

Żółw Python

Tworzenie programów w Pythonie, rysowanie obrazków grafiką żółwia.

Rekurencja i fraktale

Żółw Python

Filtruj według klasy

Ćwiczenia

Myślenie algorytmiczne

Co obejmuje myślenie algorytmiczne?

Myślenie algoryticzne na

Decydowanie

Wspólna cecha: słowa (łatwe) • MKH

Wspólna cecha: słowa (średnie) • NK1

Wspólna cecha: słowa (trudne) • NK2

Wspólna cecha: emoji (łatwe) • NT6

Wspólna cecha: emoji (średnie) • NK4

Ciągi liczbowe na obrazkach (średnie) • MJ6

Ciągi liczbowe z opisem (łatwe) • MLO

Ciągi liczbowe z opisem (średnie) • N3O

Zależności pomiędzy słowami (łatwe) • MMK

Zależności pomiędzy słowami (średnie) • MKJ

Wzory kafelków (łatwe) • MKD

Wejście i wyjście (łatwe) • NHC

Zmienne: ogólne zasady (średnie) • NHO

Typy zmiennych (łatwe) • NHK

Typy zmiennych (średnie) • NHL

Typy zmiennych (trudne) • NHM

Nazwy zmiennych (łatwe) • NH7

Nazwy zmiennych (średnie) • NH9

Schematy blokowe: podstawy (łatwe) • N16

Schematy blokowe: podstawy (średnie) • N17

Wspólna cecha: słowa

Przesuwanie

Trójki (łatwe) • N3M

Trójki (średnie) • MJB

Trójki (trudne) • N3L

Stopniowa przemiana (łatwe) • MKR

Stopniowa przemiana (średnie) • NJR

Uzupełnianie ciągu: liczby (łatwe) • MGZ

Uzupełnianie ciągu: liczby (średnie) • MG9

Uzupełnianie ciągu: liczby (trudne) • NJU

Uzupełnianie ciągu: symbole (łatwe) • MHN

Uzupełnianie ciągu: symbole (średnie) • NJT

Uzupełnianie ciągu: kształty geometryczne (średnie) • MG1

Opis wzorów: wyszywanie (średnie) • MKE

Czarodziejskie różdżki (średnie) • MGP

Mikser obrazków (średnie) • MKF

Kody kwiatów (średnie) • MKP

Rozkład obrazków (łatwe) • MG7

Rozkład obrazków (średnie) • MG6

Rozkład obrazków (z powtórzeniami) (średnie) • MHX

Błądząca mysz (łatwe) • MGM

Budowle z klocków (łatwe) • MGO

Budowle z klocków (średnie) • MGU

Domino: abstrakcje (średnie) • NLU

Drabina abstrakcji (średnie) • MHF

Funkcje z obrazkami (średnie) • MHZ

Funkcje z obrazkami

Zaznaczanie

Szukanie par (łatwe) • NOL

Szukanie par (średnie) • NXK

Szukanie par (trudne) • NXL

Wspólna cecha (łatwe) • NT7

Wspólna cecha (średnie) • NMG

Wspólna cecha (trudne) • NT9

Intruzi w ciągu: obrazki (średnie) • NO7

Intruzi w ciągu: liczby (łatwe) • NUN

Intruzi w ciągu: liczby (średnie) • NO6

Intruzi w ciągu: liczby (trudne) • NUO

Intruzi w diagramie: obrazki (średnie) • NO2

Intruzi w diagramie: obrazki (trudne) • NUP

Intruzi w diagramie: liczby (średnie) • NOZ

Kolorowanie: tajna reguła (średnie) • NPW

Kolorowanie: tajna reguła (trudne) • NU2

Nakładanie się kształtów (łatwe) • NPF

Nakładanie się kształtów (średnie) • NUT

Nakładanie się kształtów (trudne) • NUU

Wzory z kafelków (łatwe) • NUK

Wzory z kafelków (średnie) • NO3

Wzory z kafelków (trudne) • NUJ

Abstrakcje (łatwe) • NVL

Abstrakcje (średnie) • NRH

Abstrakcje (trudne) • NVM

Kolorowanie: wywoływanie funkcji z parametrami (średnie) • NTW

Intruzi w diagramie: liczby