Aula03

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Estratégias de

resolução de problemas

Práticas de ensino de algoritmos

(Hazzan, Cap. 5) Péricles Miranda

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Resolução de Problemas (PS)

• PS é uma das atividades centrais realizadas por

computeiros.

• No processo de resolução de problemas, estudantes tem dificuldades em:

• Análise do problema

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Resolução de Problemas (PS)

• O professor tem que estar ciente destas

dificuldades e

Apresentar estratégias para ajudar o estudante a ganhar experiência e desenvolver habilidades.

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O que iremos estudar hoje?

Estratégias de resolução de

problemas

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Introdução

• Programar é um processo de resolução de problema;

• Desenvolver habilidades em resolver problemas deve ser inicialmente abordado;

• Abstração

• Analogia

• Brainstorming

• Dividir para conquistar

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Introdução

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Introdução

• O que acontece hoje no ensino?

• Ensina-se linguagens de programação

• Aluno se vira para desenvolver as habilidade de PS.

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Introdução

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Processo de PS

• O processo de PS básico é:

• Identificar os requisitos do sistema

• Criar um conjunto de passos que resolve o problema

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Processo de PS

• Os passos podem ser vistos como um PROCESSO DE DESCOBERTA.

Muitos autores tratam o processo de PS como um PROCESSO CRIATIVO, como a ARTE.

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Processo de PS

• Existem estágios no processo de PS que podem ajudar:

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Processo de PS

• Análise do problema

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Processo de PS

• Considerar alternativas: Pense em diversas

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Processo de PS

• Considerar alternativas

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Processo de PS

• Escolha uma abordagem

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Processo de PS

• Decomponha o problema em sub-tarefas

• Desenvolvimento do algoritmo: desenvolva o

algoritmo em estágios considerando as sub-tarefas

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Processo de PS

• Desenvolvimento do algoritmo

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Processo de PS

• Verifique a corretude do algoritmo

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Processo de PS

• Calcule a eficiência do algoritmo

• Reflita: reflita e analise o processo e verifique se

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Processo de PS

• Calcule a eficiência do algoritmo

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Entendendo o Problema

• Primeiro estágio do processo de PS;

• Objetivo: identificar as características/requisitos do problema

• Entradas

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Exercício 1:

Identificação de entradas

e saídas

• Problema: Crie um sistema que simula um caixa

eletrônico com as operações depositar, sacar e transferir.

• Tarefa: Identificar a(s) entrada(s) e saída(s) para

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Design da solução

• Estudantes possuem maior dificuldade nesta etapa;

• Existem 3 passos que devem ser seguidos

• Definição de variáveis

• Desenvolvimento progressivo

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Design da Solução

Definição das variáveis

• A identificação das entradas e saídas do

problema clarificam o problema;

• A partir deste artefato, pode-se extrair as variáveis

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Exercício 2:

Definição das variáveis

eletrônico com as operações creditar, debitar e transferir.

• Tarefa: Definir as variáveis necessárias para a

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Desenvolvimento Progressivo

• É uma metodologia top-down que parte de um

problema geral para problemas específicos;

• A ideia principal é dividir o problema em sub-problemas

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Desenvolvimento Progressivo

• Vantagens

• Cada sub-problema possui uma solução mais fácil de implementar e de checar;

• A modularização melhora a legibilidade da solução;

• As soluções dos sub-problemas podem ser

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O mais legal é que essa metodologia pode ser

aplicada a qualquer processo de desenvolvimento de

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A importância do “Desenvolvimento progressivo” aumenta a medida que a complexidade do problema também aumenta!

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Exercício 3:

Quebra em sub-problemas

eletrônico com as operações creditar, debitar e transferir.

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Uso de padrões de algoritmos

• Diante de um problema não familiar, como

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Uso de padrões de algoritmos

• Diante de um problema não familiar, como estudantes irão pensar em soluções?

• Identificar similaridades entre o problema e problemas já resolvidos;

• Transferir ideias destes problemas para problema novo;

• Observar a essência do problema e identificar soluções que podem ser reusadas;

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Exemplo Prático

• Problema: Criar um sistema que auxilie o

usuário em sua locomoção de um lugar para outro.

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O que já existe que pode nos ajudar

a resolver este problema?

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Uso de padrões de algoritmos

• É de fundamental importância a identificação de

componentes que foram utilizadas em problemas similares;

• Os componentes (se necessário) devem ser adaptados e integrados ao problema atual;

• Em muitos casos, pode-se combinar diferentes componentes no desenvolvimento da solução

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Exercício 4:

Reuso de componentes

• Problema: Dobrar o salário dos funcionários da

empresa na folha.

Componentes

MAP: Recebe como parâmetros uma lista de itens e a operação que

deseja realizar sobre os itens, e retorna uma nova lista.

FILTER: Recebe como parâmetros uma lista de itens e uma operação

Booleana que irá operar sobre cada item; e retorna uma nova lista com os itens que satisfazem a operação.

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Exercício 5:

Reuso de componentes

• Problema: Selecionar os funcionários

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Verificação da solução

• Após o desenvolvimento da solução, sua corretude deve ser examinada.

Como avaliar se a nossa solução está

correta?

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Dicas

• Sempre execute mentalmente a sua solução como se fosse o compilador!

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Exemplo prático

• Tem um erro neste algoritmo! Como descobrir?

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Verificação da solução

• A grande vantagem da execução mental é que você é forçado a refletir sobre a sua solução.

• Além de identificar problemas, você passa a pensar em como aperfeiçoar sua solução!

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Alguém já ouviu falar em

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Reflexão

• Etapa em que o estudante deve repensar e analisar a sua solução como um todo.

• Exige tempo e prática!

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Reflexão

• A reflexão deve acontecer em diversos momentos:

• Antes de começar a resolver o problema: refletir

problemas similares já resolvidos e identificar componentes.

• Enquanto estiver resolvendo: inspecionar,

controlar e supervisionar o que está sendo feito (pode ser feito mentalmente).

• Depois de resolver: identificar problemas e

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Reflexão

• Oriente a sua reflexão com perguntas:

• Perguntas a se fazer antes:

• Como estimar a dificuldade do problema? Por que cheguei a esta conclusão?

• Estou com dificuldade em entender alguma parte do problema? Qual parte não está clara?

• Eu já resolvi problemas similares? Quais são? Quais as similaridades?

• Perguntas a se fazer depois

• A solução está completa?

• Por que eu escolhi esse caminho de resolução? O que poderia mudar?

• A resolução teve a dificuldade que eu esperava?

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Você deve estar se perguntando:

“Esse processo é muito longo,

tenho que fazer muitas coisas!

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Estratégias de

resolução de problemas

Práticas de ensino de algoritmos

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