مقدمة
لعبة الترتيب هى لعبة لتعريف الطلاب بمفهوم خوارزميات الترتيب بشكل عملي بعيدا عن مصطلحات الحوسبة المعقدة.
الأهداف
تعليم الطلاب خوارزميات الترتيب الفقاعات.
مهارات و معارف الطلاب اللازمة للاستفادة من الجلسة
القراءة
العد
المقارنة
الترتيب
الفئة العمرية
ست سنوات فأكثر
متطلبات اللعبة
خوارزمية الترتيب يمكن تنفيذها بوسائل متعددة و يرجع ذلك الى قدرات الطلاب المشاركين ، فيمكن استخدام
- أوراق مرقمة بأرقام عشوائية
- صور متفاوتة الأحجام شكل هندسي ما
- مجسمات متفاوتة الأحجام أيضا
شرح اللعبة
تقوم اللعبة على تعليم الطلاب خوارزمية ترتيب الارقام سواء تصاعديا او تنازليا باستخدام طريقة تسمى الترتيب الفقاعي وتطبق هذه الخوارزمية كالتالي : أولا إذا كان المطلوب ترتيب الأرقام تصاعديا يقف الطلاب في صف بجوار بعضهم البعض وتوزع عليهم الأوراق المرقمة بشكل عشوائي و يبدأ المدرب اللعبة بأن : يطلب من أول لاعب في الصف بأن ينظر للذي يليه و يقارن الرقمين -رقمه و رقم التالي له – إذا وجد أول لاعب رقمه هو الأكبر يبدل مكانه مع الذي يليه، إن كان هو الأصغر يظل كل منهم في مكانه .. ويقوم اللاعب التالي بتنفيذ نفس الخطوة حتى نصل الى اخر الصف . ثم نبدأ من أول الصف مرة اخرى و نعيد المقارنات بين اللاعبين حتى نلاحظ عدم تحرك احدهم من مكانه حينها نجد أن الأرقام قد ترتبت بالشكل المطلوب . بالطبع إذا كان المطلوب ترتيبها تنازليا فإن تغيير اماكن المشاركين سيتم اذا كان رقم الطالب التالي أكبر بحيث يكون أكبر رقم في بداية الصف . بالنسبة لاستخدام الأشكال او المجسمات فهذا مراعاة للطلاب الأصغر سنا او المتعثرين في القراءة أو المقارنة الرقمية و سيقوم المشاركين بمقارنة صور الأشكال او احجامهم .
الخطوات
- يطلب الميسر من الأطفال أن يقفوا في صف أفقي متجاورين .
- يوزع الميسر على كل طالب ورقة مرقمة ويطلب من كل منهم معرفة رقمه.
- يقوم الميسر بشرح قواعد اللعبة للطلاب و يطلب من أول طالب في الصف أن يبدأ بمقارنة رقمه ورقم الذي يليه فإذا كان الترتيب تصاعديا يقوم الطالب بإبدال مكانه إذا وجد رقمه اكبر من رقم التالي له .
- تتابع الخطوة السابقة بين كل الطلاب في الصف ، يتم تغيير أماكنهم في حالة أن تكون ارقامهم اكبر من ارقام التالين لهم في الصف .
- ثم نعيد الكرة مرة اخرى باعادة الخطوتين السابقتين ، وينهي الميسر اللعبة اذا وجد ان الاطفال لم يعد بامكانهم تغيير أماكنهم مرة اخرى ..
ملحوظة:بالطبع يمكن استبدال الارقام بمجسمات او صور .
خطوات شرح المفاهيم
- يسأل الميسر الطلاب عن ملاحظاتهم عن هذه الطريقة في الترتيب وهل هي الطريقة التي اعتادوا عليها ام لا .
- يستمع إلى إجابات الطلاب و يوضح أننا استخدمنا أسلوب منطقي في الترتيب يتبع خوارزمية ويسألهم عن ملاحظاتهم بخصوص الخطوات التي قاموا بها و هل لاحظوا تكرارا معين في تنفيذ الخطوات ام لا .
- يسأل الميسر الطلاب عن إذا ما كانوا يعرفون طريقة اخرى للترتيب يمكن ان تتم في وقت أقصر؟.
- يوضح الميسر للطلاب أن المرة التي لم يتغير فيها أحد من مكانه كانت هي شرط انتهاء اللعبة لذا وجدوا بعدها ان الصف مرتبا ترتيبا صحيحا.
- يوضح الميسر أن عدد مرات تغيير الطلاب لاماكنهم يتم عدها و وضعها في الحسبان لقياس كفاءة هذه الطريقة في الترتيب و أيضا عدد المرات التي نعيد فيها الخطوات من أول الصف .
- يوضح الميسر أيضا أن الوقت المستغرق في ترتيب الصف يؤخذ أيضا في الحسبان لتقدير كفاءة هذه الطريقة في الترتيب .
- يفترض أيضا من الميسر توضيح للطلاب ان التبديل الذي يتم في خطوة واحدة في اللعبة يتم عن طريق وسيط في الكمبيوتر ولا يتم لحظيا و يتم شرح فكرة الـ “buffer ” -مش عارفة معناها بالعربي 😀 -.
- أخيرا يوضح الميسر أنه توجد أكثر من طريقة للترتيب ولكن نختار الطريقة المناسبة على حسب الحالة التي يستخدم فيها الخوارزمية .
ختام اللعبة
يختم الميسر اللعبة بتلخيص ما تم تعلمناه من خلال اللعبة و هو:
- للترتيب اكثر من طريقة ومنطق لتنفيذه.
- الترتيب الفقاعي يعتمد على نقل اكبر او اصغر قيمة على حسب نوع الترتيب “تصاعدي ام تنازلي ” في آخر الصف او أوله .. ثم تحريك التالي له في الترتيب تجاهه وهكذا حتى آخر رقم .
- المقارنة ” تبديل الأماكن ” يتم في اتجاه واحد من الصف اما يمينا فقط او يسارا فقط .
- هذا النوع من البحث يأخذ وقت طويل ولا يفضل مع قوائم الاعداد الطويلة .
قراءات و تدريبات إضافية
http://www.stoimen.com/blog/2012/02/20/computer-algorithms-bubble-sort