Двох найбільш зрозумілих алгоритмах: сортуванні бульбашкою (Bubble Sort) та сортуванні вибором (Selection Sort).

Ось короткий план, цікаві задачі та код для перевірки у Google Colab.

1. Основні алгоритми (теорія)

Сортування бульбашкою (Bubble Sort)

Алгоритм порівнює сусідні елементи і міняє їх місцями, якщо вони стоять у неправильному порядку. Найбільші елементи "спливають" у кінець списку, як бульбашки повітря у воді.

Сортування вибором (Selection Sort)

Ми шукаємо найменший елемент у списку і міняємо його місцями з першим елементом. Потім шукаємо другий найменший і ставимо на друге місце, і так далі.

2. Практичні задачі (Python)

Ти можеш просто скопіювати цей код у клітинки Google Colab і натиснути "Run".

Задача 1: Біологія (Ріст рослин)

Умова: У тебе є дані про висоту соняшників (у см) на дослідній ділянці. Упорядкуй їх від найнижчого до найвищого методом бульбашки.

Python

# Дані: висота соняшників
heights = [150, 120, 185, 130, 165]

def bubble_sort(arr):
 n = len(arr)
 for i in range(n):
 for j in range(0, n - i - 1):
 if arr[j] > arr[j + 1]:
 # Міняємо місцями
 arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
 return arr

print("Впорядкована висота соняшників:", bubble_sort(heights))

Пояснення: Внутрішній цикл порівнює 150 і 120. Оскільки 150 > 120, вони міняються місцями. Так триває, поки найбільше число 185 не опиниться в кінці.

Задача 2: Хімія (Атомна маса)

Умова: Маємо список значень атомних мас деяких елементів. Потрібно впорядкувати їх за зростанням, використовуючи сортування вибором.

Python

# Дані: атомні маси (H, O, C, N)
atomic_masses = [1.008, 15.999, 12.011, 14.007]

def selection_sort(arr):
 for i in range(len(arr)):
 min_idx = i
 for j in range(i + 1, len(arr)):
 if arr[j] < arr[min_idx]:
 min_idx = j
 # Міняємо знайдений мінімум з першим елементом
 arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]
 return arr

print("Атомні маси за зростанням:", selection_sort(atomic_masses))

Пояснення: Алгоритм спочатку знаходить найменше число (1.008) і переконується, що воно на першому місці. Потім шукає мінімум серед решти (15.999, 12.011, 14.007) — це 12.011 — і ставить його на друге місце.

Задача 3: Фізика (Швидкість об'єктів)

Умова: Виміряно швидкості руху п'яти автомобілів (м/с). Використай вбудовану функцію Python для швидкої перевірки, але додай умову: якщо швидкість однакова, порядок не має значення.

Python

# Дані: швидкості
speeds = [25.5, 10.0, 32.2, 10.0, 15.8]

# Вбудований метод Python (найшвидший)
speeds.sort()

print("Швидкості від найменшої до найбільшої:", speeds)

Пояснення: У Python є вбудована функція .sort(), яка використовує алгоритм Timsort. Він набагато швидший за "бульбашку", але для навчання важливо знати обидва методи.

Як захистити проєкт?

1. Покажи код: Відкрий Google Colab.

2. Поясни складність: "бульбашка" — це просто, але повільно для великих списків (якщо елементів буде 1 000 000, комп'ютер "замислиться").

3. Зроби висновок: Сортування допомагає вченим аналізувати дані (наприклад, знаходити найшвидші частинки або найвищі рослини).

Ключові вчені та їхні закони (7–9 класи)

• Механіка (7-9 кл.): Ісаак Ньютон (закони динаміки, закон всесвітнього тяжіння), Блез Паскаль (закон тиску), Архімед (закон гідростатики).
• Теплові явища (8 кл.): Джеймс Джоуль (закон збереження енергії), Роберт Бойль, Едм Маріотт.
• Електрика та магнетизм (8-9 кл.): Георг Ом (закон Ома), Шарль Кулон (закон взаємодії зарядів), Майкл Фарадей (електромагнітна індукція), Андре-Марі Ампер.
• Світлові та атомні явища (9 кл.): Християн Гюйгенс, Альберт Ейнштейн, Ернест Резерфорд. 

   

Що вивчається за програмою:7 клас: Вступ, фізичні величини, механічний рух, взаємодія тіл, тиск, робота та енергія.

1. 8 клас: Теплові явища, електричні явища (струм, напруга, опір), світлові явища.
2. 9 клас: Механічна та електромагнітна енергія, магнітні явища, ядерна фізика, сучасна фізична картина світу. 

Проєкт-дослідження: "Кольори та символи Гімну"

Мета: Навчитися створювати логічно-графічні задачі, використовуючи інструменти графічного редактора (лінія, заливка, фігури), досліджуючи історію та символи Державного Гімну.

План уроку

1. Вступ (5 хв): Коротка бесіда про 10 березня. Хто автори Гімну? (Павло Чубинський та Михайло Вербицький). Що ми відчуваємо, коли він лунає?

2. Дослідницька частина (7 хв): Розгляд символів. Державний Прапор та Гімн завжди поруч. Які кольори ми бачимо? Які фігури можна використати, щоб зобразити ноти або сонце над Україною?

3. Практична робота (20 хв): Створення графічної "загадки-шифровки" у редакторі (Paint, Canva або онлайн-малювалка).

4. Презентація (3 хв): Обмін файлами та розв'язування задач один одного.

Практичне завдання: Створення графічної задачі "Зашифрований куплетик"

Учням пропонується створити малюнок, де замість деяких слів із Гімну стоять геометричні фігури. Інші учні мають "розв'язати" задачу — вгадати слово за кольором чи формою фігури.

Інструкція для учня:

1. Відкрий графічний редактор.

2. Використовуй інструмент "Текст", щоб написати рядок: "Ще нам, браття молодії, усміхнеться..."

3. Замість останнього слова (доля/сонечко) намалюй жовте коло з промінцями.

4. Намалюй під текстом логічну послідовність:

   • [Синє коло] + [Жовте коло] = [Прапор]

   • [Нота] + [Текст] = [?]

Розв'язок (приклад виконаної роботи)

Графічна задача №1: "Математика символів" Учень малює:

• Синій прямокутник + Жовтий прямокутник = Україна (Прапор).

• Портрет поета + Портрет композитора = Державний Гімн.

Графічна задача №2: "Віднови рядок" Текст у редакторі: "Згинуть наші ⬛⬛⬛, як роса на ☀️"

• Розв'язок: За чорними квадратами ("вороженьки") та сонечком ("сонці") заховані ключові слова пісні.

Поради для вчителя:

• Для 2 класу найкраще використовувати інструмент "Заливка" (відерце), щоб вони відчули, як колір заповнює простір.

• Акцентуй увагу на тому, що Гімн — це "музичний символ", тому можна додати завдання намалювати скрипковий ключ за допомогою інструмента "Пензель".

Завдання 1 . Весняний мікро-мультфільм у Scratch

Інструменти: Scratch (офлайн або онлайн версія).

• Завдання: Використати вбудованих спрайтів або завантажити власні, щоб створити сцену: «Повернення перелітних птахів».

• Механіка: * Зміна костюмів для імітації помахів крил (вкладка «Образи»).

  • Переміщення спрайта по екрану за допомогою блоків «перемістити на X кроків» та «наступний образ».

• Формат збереження: Проєкт .sb3. Обговоріть, що це внутрішній формат середовища, який зберігає код, а не просто відео.

***************************************

покроковий алгоритм та код, який ти можеш перенести у свій проєкт.

Нижче — інструкція, як створити цей мікро-мультфільм.

1. Підготовка сцени та персонажів

1. Тло: Натисни на іконку «Обрати тло» і вибери щось весняне (наприклад, Blue Sky або Forest).

2. Спрайт: Видали кота. Натисни «Обрати спрайт» і знайди Parrot або Toucan. У них уже є готові два костюми для імітації польоту.

   • Порада: Якщо хочеш справжню ластівку, можна завантажити своє зображення, але важливо мати два образи: з крилами вгору та крилами вниз.

2. Створення скрипту (Алгоритм)

Тобі потрібно поєднати рух та зміну образів. Ось як має виглядати код для пташки:

Код для польоту:

1. Подія: коли прапорець натиснуто

2. Початкова позиція: перемістити в x: -240 y: 100 (лівий край екрана).

3. Цикл: завжди або повторити 50 разів:

   • перемістити на 10 кроків

   • наступний образ

   • чекати 0.1 секунд (щоб крила не махали занадто швидко)

   • якщо на межі, відбити (якщо хочеш, щоб пташка літала туди-сюди).

3. Як це виглядає в блоках

Ось текстова візуалізація того, що тобі треба зібрати:

Фрагмент коду

Коли ⚑ натиснуто
перемістити в x: (-200) y: (100)
завжди
 перемістити на (10) кроків
 наступний образ
 чекати (0.1) секунд
 якщо на межі, відбити
 встановити стиль обертання [зліва-направо v]
кінець

4. Про формат .sb3

Коли ти закінчиш, натисни Файл -> Вивантажити на комп'ютер. Файл матиме розширення .sb3.

Важливо розуміти: Файл .sb3 — це не відеофайл (як .mp4). Це фактично архів, у якому зберігаються:

• Усі твої картинки (спрайти та тло).

• Звуки.

• Програмний код (блоки), який каже комп'ютеру, що робити.

Його можна відкрити тільки в Scratch. Якщо ти просто надішлеш його другу, він не зможе подивитись мультик через звичайний плеєр — йому теж знадобиться Scratch, щоб "прочитати" цей код.

Що ще можна додати?

• Хмаринки: Додай спрайт хмаринки, який повільно рухається у зворотний бік.

• Звук: Додай блок відтворити звук Bird у циклі, щоб пташка співала.

Тобі допомогти розписати, як додати ефект "зграї" (кілька пташок одночасно)?

Завдання 2. Ожила весняна листівка (Canva)

Інструменти: Canva (використання елементів Magic Media або анімації об'єктів).

• Завдання: Створити цифрову листівку «Весна прийшла!».

• Деталі: Додати текст, що вилітає, та анімовані стікери (хмаринки, що пливуть, сонечко, що обертається).

• Формат збереження: .mp4 (для відеопривітання з музикою) та .gif (для короткої зацикленої картинки). Порівняйте різницю у розмірі файлів.

План дослідження: «Галілео Галілей: від спостереження до цифрової моделі»

1. Підготовчий етап: Пошук та верифікація (Інформатика)

• Визначення ключових запитів: Формування стратегії пошуку про основні відкриття Галілея (закон інерції, вільне падіння, винайдення телескопа).

• Критичне оцінювання джерел: Відбір достовірних історичних та наукових ресурсів.

• Систематизація даних: Створення хмарного документа або ментальної карти з основними датами та тезами.

2. Теоретичний блок: Фізичні відкриття (Фізика)

• Вивчення закону вільного падіння: Опрацювання теорії про те, що прискорення тіла не залежить від його маси.

• Астрономічні відкриття: Дослідження супутників Юпітера та фаз Венери, що підтвердили геліоцентричну систему.

• Принцип відносності Галілея: Основи класичної механіки.

3. Практичний етап: Моделювання та візуалізація (Інформатика)

• Робота з таблицями (Excel/Google Таблиці): Створення розрахункової таблиці для вільного падіння тіл. Побудова графіків залежності шляху від часу ($s = \frac{gt^2}{2}$).

• Створення інфографіки (Canva): Візуалізація «Стрічки часу» життя вченого або схеми його першого телескопа.

• Алгоритмізація (Scratch/Python): Створення простої програми-симуляції, яка демонструє рух тіла, кинутого вертикально або під кутом до горизонту (за принципами Галілея).

4. Презентаційний етап: Публікація (Створення контенту)

• Оформлення сторінки сайту: Розміщення зібраних матеріалів у рубриці «Фізика у постатях».

• Інтерактивні елементи: Додавання вікторини (наприклад, через Google Forms або Kahoot) для перевірки знань однокласників.

• Мультимедіа: Підбір або створення короткого відеоролика про «Пізанський експеримент».

Поради для реалізації проекту:

• Для 9 класу важливо зробити акцент на побудові графіків у таблицях, оскільки це програма з інформатики, яка безпосередньо перегукується з фізичними формулами.

• Можна запропонувати учням порівняти уявлення про рух Арістотеля та Галілея, оформивши це у вигляді порівняльної таблиці на сайті.

Чи потрібно тобі допомогти з конкретними формулами для таблиць або прикладом коду на Python для моделювання вільного падіння?

Що таке складність алгоритму?

Уяви, що тобі треба знайти певний вірш у збірці Тараса Шевченка «Кобзар». Те, як швидко ти його знайдеш, залежить не лише від твоєї швидкості, а й від того, який метод (алгоритм) ти обереш.

Складність алгоритму — це міра того, скільки ресурсів (часу або пам'яті) витрачає комп'ютер на виконання програми залежно від обсягу вхідних даних (кількості слів, чисел тощо).

Зазвичай ми говоримо про часову складність:

1. Лінійна складність: Ти перевіряєш кожну сторінку по черзі з першої до останньої. Якщо в книжці 100 сторінок — ти зробиш до 100 кроків. Якщо 1000 — до 1000 кроків.

2. Стала складність: Ти точно знаєш номер сторінки й одразу відкриваєш її. Незалежно від того, наскільки товста книга, ти робиш лише 1 дію.

📝 Практичне завдання «Пошук „Заповіту“»

Контекст:

У нас є список назв творів Тараса Шевченка, відсортований за алфавітом. Нам потрібно знайти, чи є у списку твір «Заповіт».

Твій список:

1. Гайдамаки

2. Гамалія

3. Заповіт

4. Катерина

5. Наймичка

Завдання:

1. Порахуй, скільки кроків (порівнянь) зробить алгоритм, який перевіряє кожну назву по черзі (лінійний пошук), щоб знайти «Заповіт».

2. Уяви, що список виріс до 100 творів, і «Заповіт» опинився в самому кінці. Скільки кроків знадобиться тоді?

✅ Розв’язок завдання

1. Для короткого списку:

   • Крок 1: Це «Гайдамаки»? Ні.

   • Крок 2: Це «Гамалія»? Ні.

   • Крок 3: Це «Заповіт»? Так!

   • Відповідь: Алгоритм зробив 3 кроки.

2. Для списку зі 100 творів:

   • Якщо ми шукаємо «Заповіт» лінійним пошуком і він останній, нам доведеться порівняти його з усіма попередніми назвами.

   • Відповідь: Алгоритм зробить 100 кроків.

Висновок: Лінійна складність означає, що кількість роботи росте прямо пропорційно кількості даних. У програмуванні це позначають як O(n).

Завдання, яке допоможе закріпити тему «Авторське право» та навички створення «Однорівневих списків».

🎨 Завдання: «Цифрова візитка Кобзаря»

Контекст: Уяви, що Тарас Шевченко вирішив створити власний сайт або сторінку в соцмережах. Тобі потрібно допомогти йому впорядкувати інформацію про його творчість, дотримуючись правил авторського права.

Частина 1: Складаємо списки (Робота в Word/Google Docs)

Створи документ і сформуй два однорівневих списки. Один має бути маркованим, інший — нумерованим.

• Список 1 (Маркований) — «Таланти Шевченка»:

  • Поет

  • Художник

  • Прозаїк

  • Драматург

• Список 2 (Нумерований) — «Збірка поезій "Кобзар"» (обери 3 улюблені вірші):

  1. Причинна

  2. Думи мої, думи мої...

  3. Заповіт

Частина 2: Детектив авторського права (Дискусія + Практика)

Шевченко — автор своїх віршів і картин. Але чи можемо ми просто скопіювати його малюнок з інтернету і сказати, що він наш? Звісно, ні!

Твоє завдання:

1. Знайди в інтернеті зображення картини Шевченка (наприклад, «Катерина»).

2. Скопіюй її у свій документ.

3. Головне правило: Під зображенням обов’язково підпиши, хто є справжнім автором і з якого сайту взято фото.

Пам’ятка учню: Навіть якщо автор помер багато років тому, ми маємо поважати його немайнове право — право називатися автором твору.

🏆 Бонусне запитання (на кмітливість):

Як ти гадаєш, якби Шевченко жив сьогодні, який би знак він ставив на своїх електронних малюнках, щоб позначити авторство?

• А) @

• Б) ©

• В) #

(Правильна відповідь: Б) © — знак копірайту)

Практичне завдання: Створення інформаційно-рекламного буклета «Стежками Тараса Шевченка»

Мета: Навчитися створювати багатосторінкову публікацію (буклет) у програмі MS Publisher (або онлайн-редакторах на кшталт Canva), використовуючи принципи композиції, налаштування колірних схем та перетікання тексту.

Обладнання: Комп'ютер зі встановленим ПЗ (MS Publisher), доступ до мережі Інтернет для пошуку матеріалів.

Хід роботи

1. Підготовчий етап (збір контенту):

• Знайдіть в Інтернеті коротку інформацію про 3-4 ключові локації, пов’язані з Тарасом Шевченком (наприклад: Моринці, Канів — Тарасова гора, Академія мистецтв у Петербурзі, пам’ятник у Києві).

• Підберіть відповідні зображення (портрет, краєвиди, фото музеїв). Пам'ятайте про авторське право, згадане у відео: зберігайте посилання на джерела.

2. Створення макета в MS Publisher:

• Запустіть програму, перейдіть у вкладку «Вбудовані» $\rightarrow$ «Буклети».

• Оберіть шаблон (наприклад, «Модульний» або «Інформаційний»).

• Налаштуйте колірну схему (рекомендовано обрати спокійні, «класичні» тони) та схему шрифтів.

3. Робота з текстовими блоками та перетіканням:

• Розмістіть основний текст про біографію Кобзаря так, щоб він автоматично продовжувався в наступній колонці (використовуйте функцію перетікання тексту).

• Спробуйте самостійно розірвати та знову встановити зв'язок між текстовими полями через вкладку «Формат» $\rightarrow$ «Встановити зв'язок».

4. Графічне оформлення та акценти:

• Вставте зображення. Додайте до них підписи, скориставшись інструментом на вкладці «Формат».

• Додайте стандартний блок (наприклад, календар на поточний місяць або рекламний акцент із цитатою Шевченка), щоб привернути увагу.

5. Фінальне налаштування та перегляд:

• Перейдіть на вкладку «Оформлення сторінки». Спробуйте змінити фон (тло) публікації.

• Перевірте розміщення всіх елементів через меню «Файл» $\rightarrow$ «Друк» (режим попереднього перегляду), переконайтеся, що буклет виглядає цілісно на обох сторінках аркуша.

Критерії оцінювання:

1. Дотримання структури буклета (6 смуг/колонок).

2. Наявність зв’язаних текстових полів (перетікання тексту).

3. Естетичність оформлення (відповідність колірної схеми темі).

4. Наявність посилань на використані джерела.

Порада: Уяви, що цей буклет призначений для екскурсійного бюро. Він має бути не лише інформативним, а й візуально привабливим для туристів!

Тема пошуку максимуму та мінімуму — це класика програмування, яка вчить комп'ютер «порівнювати» і «запам'ятовувати».

Задача: «Експедиція на Говерлу»

Група альпіністів вимірювала температуру повітря на різних висотах під час підйому на гору. Дані вони записували у список (масив).

Твоє завдання:

1. Створити список, що містить 10 значень температури (наприклад, від -10 до +15 градусів).

2. Знайти найвищу температуру, щоб знати, коли було найтепліше.

3. Знайти найнижчу температуру, щоб визначити пік холоду.

4. Вивести ці значення на екран з поясненням.

2. Побудуй діаграму за даними задачі

Практичне завдання: «Рушник для Кобзаря»

Мета: Навчитися використовувати інструменти «Фігури», «Копіювання» та «Заливка» для створення ритмічного орнаменту.

🎨 Контекст для учнів

Сьогодні ми згадуємо великого поета і художника Тараса Шевченка. Він дуже любив Україну, її природу та традиції. Давайте уявимо, що ми створюємо ескіз святкового рушника, яким можна прикрасити портрет Тараса Григоровича.

🛠️ Інструкція до виконання

1. Підготовка «полотна»:

   • Відкрий графічний редактор.

   • За допомогою інструмента «Прямокутник» намалюй довгу вертикальну або горизонтальну смугу (це основа нашого рушника).

2. Створення елемента орнаменту (Рапорту):

   • Обери інструмент «Ромб» або «Багатокутник».

   • Намалюй одну невелику фігуру збоку. Це буде «зернятко» нашого візерунка.

   • Розфарбуй його у традиційні кольори, які часто згадував Шевченко або які є на вишиванках (червоний та чорний).

3. Магія копіювання (ритм):

   • Використовуй інструмент «Виділення».

   • Виділи свою фігуру, скопіюй її та встав поруч декілька разів, щоб утворилася рівна лінія — орнамент.

   • Порада: Слідкуй, щоб відстань між фігурами була однаковою.

4. Додавання деталей:

   • Між основними фігурами за допомогою інструмента «Пензель» або «Лінія» додай маленькі крапки або гілочки (символ калини, яку так часто оспівував поет).

✅ Питання для самоперевірки після уроку:

• Які інструменти допомогли тобі зробити візерунок рівним?

• Які кольори ти використав(-ла) і чому? (Червоний — то любов, а чорний — то журба, як у пісні).

• Чи вдалося тобі створити ритм (повторення) у своєму малюнку?

⭐ Додаткове завдання (для тих, хто впорається швидше)

Спробуй інструментом «Текст» підписати свій малюнок відомим рядком Шевченка, наприклад: «Свою Україну любіть...»