SKKN PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH TÌM HIỂU VỀ BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN TRONG MÔN TIN HỌC 8

SKKN, Sáng kiến kinh nghiệm, đề tài SKKN, đề tài sáng kiến kinh nghiệm, môn Tin học trong giáo dục hiện nay đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Chúng ta đang đứng trước một xã hội phát triển trong nhiều lĩnh vực và nhiều ngành công nghiệp hoá khác nhau, môn học này trang bị cho học sinh những hiểu biết cơ bản về công nghệ thông tin và vai trò của nó trong xã hội hiện đại. Ngoài ra, bộ môn Tin học giúp các em dần tiếp cận với các phương pháp giải quyết vấn đề theo quy trình công nghệ và kỹ năng sử dụng máy tính phục vụ học tập và hơn thế nữa, tin học giúp các em phát triển trí tuệ, tư duy từ đó giúp các em có những hiểu biết cơ bản và tự tin trong thời đại cách mạng công nghiệp 4.0 hiện nay

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU Trang

1 BỐI CẢNH CỦA GIẢI PHÁP 1

2 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2

3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 2

PHẦN NỘI DUNG I THỰC TRẠNG CỦA GIẢI PHÁP 4

1 Thực trạng 4

2 Nguyên nhân 5

3 Khảo sát thực tế 5

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN 6

1 Các giải pháp cụ thể: 6

2 Các bước thực hiện sáng kiến trong bài “Từ bài toán đến chương trình” 7

3 Kết quả 13

III KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA SÁNG KIẾN 14

IV HIỆU QUẢ, LỢI ÍCH THU ĐƯỢC KHI ÁP DỤNG CÁC GIẢI PHÁP 14

PHẦN KẾT LUẬN 1 Những bài học kinh nghiệm 15

2 Kiến nghị 15

Danh mục tài liệu tham khảo 17

TÊN SÁNG KIẾN PHƯƠNG PHÁP GIÚP HỌC SINH TÌM HIỂU VỀ BÀI TOÁN VÀ

THUẬT TOÁN TRONG MÔN TIN HỌC 8

PHẦN MỞ ĐẦU

1 BỐI CẢNH CỦA GIẢI PHÁP

Trường trung học cơ sở Sơn Hạ đã được công nhận trường đạt chuẩnQuốc gia trong năm học 2010–2011 Được các cấp lãnh đạo đầu tư mạnh mẽ về

cơ sở vật chất, đặc biệt là công nghệ thông tin Tháng 10/2017 nhà trường được

Sở Giáo dục và đào tạo Quảng Ngãi cấp thêm 25 bộ máy tính, nâng tổng số máytính dành cho học sinh là 56 bộ được chia thành 2 phòng thực hành Đây là mộtđiều kiện vô cùng thuận lợi cho học sinh được học tập và thực hành bộ môn Tinhọc đạt hiệu quả và chất lượng nhất

Theo Nghị quyết số 29-NQ/TW Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi

mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo

và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học; khắc phục lối truyền thụ áp đặt một chiều, ghi nhớ máy móc Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích

tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng, phát triển năng lực…” Nghị quyết số 44/NQ-CP ban hành Chương trình hành động

của Chính phủ thực hiện Nghị quyết số 29-NQ/TW nêu rõ:

- Đẩy mạnh ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông trong dạy vàhọc

- Phát huy vai trò của công nghệ thông tin và các thành tựu khoa học côngnghệ hiện đại trong quản lý nhà nước về giáo dục, đào tạo

- Từng bước hiện đại hóa cơ sở vật chất kỹ thuật, đặc biệt là hạ tầng côngnghệ thông tin

Như vậy, môn Tin học trong giáo dục hiện nay đóng một vai trò vô cùngquan trọng Chúng ta đang đứng trước một xã hội phát triển trong nhiều lĩnhvực và nhiều ngành công nghiệp hoá khác nhau, môn học này trang bị cho họcsinh những hiểu biết cơ bản về công nghệ thông tin và vai trò của nó trong xãhội hiện đại Ngoài ra, bộ môn Tin học giúp các em dần tiếp cận với các phươngpháp giải quyết vấn đề theo quy trình công nghệ và kỹ năng sử dụng máy tínhphục vụ học tập và hơn thế nữa, tin học giúp các em phát triển trí tuệ, tư duy từ

đó giúp các em có những hiểu biết cơ bản và tự tin trong thời đại cách mạngcông nghiệp 4.0 hiện nay

Trong chương trình tin học bậc trung học cơ sở thì tin học lớp 8 làchương trình giúp các em làm quen với ngôn ngữ lập trình Pascal, một loại

ngôn ngữ lập trình bậc cao Các câu lệnh và từ khóa rất gần gũi với ngôn ngữ

của con người và được ứng dụng để giải quyết rất nhiều công việc trong nhiềulĩnh vực hiện nay Là một môn lập trình nên đòi hỏi người lập trình phải cótính tư duy trừu tượng, tư duy logic, có trí tuệ, có khả năng phân tích, tổng hợp

và vận dụng kiến thức nhiều môn học khác nhau Chính vì những điều đó nênPascal cũng là một môn học gây rất nhiều khó khăn cho không ít học sinh, nhất

là học sinh lớp 8

Ở lứa tuổi này, các em đang phát triển không đồng đều về tâm sinh lý,các em thường dễ chán nản khi gặp những nội dung bài học khó, khô khan,thiếu hấp dẫn Đặc biệt để học Pascal đòi hỏi óc tư duy, sáng tạo, có nền tảng

kiến thức môn Toán tốt, chính vì vậy việc làm quen với các bài toán mới, thuật toán và phải sử dụng Pascal để lập trình khiến các em gặp không ít khó

khăn trong học tập Là một giáo viên giảng dạy Tin học trong trường trung học

cơ sở không những giúp học sinh biết soạn thảo văn bản và sử dụng máy tính

mà còn phải có khả năng phân tích, tổng hợp, trừu tượng hoá, khái quát hoávấn đề và đặc biệt là phát triển tư duy, sáng tạo Trong quá trình giảng dạy, tôinhận thấy học sinh thật sự khó khăn trong việc giải quyết các bài toán, mà cơbản các em khó xác định được mục đích, nhiệm vụ của bài toán, từ đó các emgặp khó khăn trong việc xây dựng thuật toán dẫn đến việc không thể hoànthiện một chương trình giải quyết bài toán đó

Chính vì những lý do trên nên tôi chọn sáng kiến: “Phương pháp giúp học sinh tìm hiểu về bài toán và thuật toán trong môn Tin học 8”

2 PHẠM VI VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Sáng kiến được nghiên cứu áp dụng trong trường trung học cơ sở Sơn Hạthông qua một ví dụ về một bài giảng cụ thể trong chương trình Tin học lớp 8,

đó là bài "Từ bài toán đến chương trình” Đây được coi là bài học khó trongchương trình Tin học lớp 8 và có liên quan chặt chẽ đến kiến thức bộ môn Tinhọc bậc trung học cơ sở và là nền tảng để các em tiếp tục học chuyên ngànhcông nghệ thông tin sau này

Đối tượng nghiên cứu là học sinh học môn Tin học khối lớp 8 năm học2018-2019

3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

- Giúp học sinh hiểu được 2 khái niệm then chốt là "bài toán" và "thuật toán"trong Tin học, nắm được các tính chất của thuật toán và cách diễn tả thuật toán bằng

2 cách: liệt kê và sơ đồ khối

- Bước đầu nhận thức được quy trình con người giao bài toán cho máy tínhgiải quyết Tìm ra những phương pháp, các bước giải bài toán trên máy tính trongchương trình môn Tin học 8 phù hợp nhất với học sinh

- Giúp cho học sinh có cái nhìn trực quan sinh động hơn đối với môn Tinhọc 8 Hình thành được cách hướng dẫn cho học sinh tiếp thu các kiến thức cơ bản

về ngôn ngữ lập trình một cách thuận lợi nhất và dễ hiểu nhất

- Phát huy tính tích cực của học sinh, dần đưa học sinh ra khỏi không khí

trầm lặng trong mỗi tiết học Tạo sự hứng thú, sáng tạo, năng nổ, tích cực và chủđộng hơn trong các tiết dạy.

- Rèn luyện cho học sinh có tư duy khoa học, logic, tác phong sáng tạo, say

mê môn học

Khi cho một bài toán đơn giản, học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong việc

tư duy, sáng tạo để xây dựng một thuật toán phù hợp Học sinh chủ yếu hoạtđộng cá nhân, không chủ động hợp tác, thảo luận, chưa mạnh dạn tìm kiếm sựtrợ giúp từ giáo viên

Trong tiết thực hành, hầu hết học sinh chỉ gõ lại chương trình trong sáchgiáo khoa và thực hiện thao tác chạy chương trình một cách máy móc, học sinhkhông tò mò về hoạt động của các câu lệnh

Khi giải bài toán trên máy tính, học sinh chỉ quan tâm đến công thức đểtính toán ra kết quả bài toán mà quên các bước xác định thông tin vào, thông tin

ra và xây dựng thuật toán Khi chạy chương trình thì học sinh chưa nhận biếtđược kết quả chương trình đúng hay sai

Phần lớn học sinh chưa nhận thức đúng tầm quan trọng của bộ môn Tinhọc trong chương trình giáo dục hiện nay Tình trạng học sinh vắng học, đi họckhông chuyên cần vẫn diễn ra thường xuyên dẫn đến việc học sinh khó tiếp thukịp thời kiến thức, đặc biệt là thiếu kĩ năng giải bài toán trên máy tính bằngngôn ngữ lập trình Pascal

Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy những ưu điểm và nhược điểmảnh hưởng đến quá trình học tập, tiếp cận, tiếp thu của các em học sinh khi họclập trình Pascal, cụ thể là việc tiếp cận với nhiệm vụ giải quyết bài toán bằngmáy tính, như sau:

1.1 Ưu điểm

Được sự quan tâm của Ngành giáo dục trong công cuộc đổi mới phươngpháp dạy học Hàng năm tổ chức thường xuyên các lớp tập huấn bồi dưỡngchuyên môn, nghiệp vụ, đổi mới phương pháp dạy học

Được Sở giáo dục và đào tạo đầu tư về cơ sở vật chất đảm bảo nhu cầuhọc tập của học sinh

Ban giám hiệu nhà trường quan tâm, thường xuyên sửa chữa, khắc phụctrang thiết bị hư hỏng, mua sắm bổ sung các trang thiết bị phục vụ 02 phòngthực hành tin học đảm bảo phục vụ công tác giảng dạy của bộ môn

Biên chế giáo viên giảng dạy bộ môn Tin học đủ số lượng, giáo viêngiảng dạy được đào tạo theo đúng chuyên ngành, tuổi đời trẻ, đầy nhiệt huyết vàtận tụy với công việc

Học sinh ngày càng quan tâm nhiều hơn đến bộ môn Tin học, đặc biệt làdần hứng thú làm quen với ngôn ngữ lập trình Pascal

Phụ huynh học sinh đã có những sự quan tâm tốt hơn trong việc giáo dụccũng như chăm lo cho việc học tập của con em mình

Hầu hết học sinh chỉ thực hành ở trường, vì ở nhà không có máy tính nênđiều kiện thực hành, trau dồi kỹ năng ở nhà chưa cao

Cho bài toán “Tính chu vi và diện tích của một hình chữ nhật”

- Xác định Input và Output của bài toán

- Xây dựng thuật toán để giải quyết bài toán

K t qu ki m tra nh sau: ết quả kiểm tra như sau: ả kiểm tra như sau: ểm tra như sau: ư sau:

- Tỷ lệ học sinh điểm dưới 5 còn tương đối cao

- Tỷ lệ học sinh điểm giỏi trở lên còn thấp

- Chất lượng bộ môn Tin học khối 8 nói chung chưa đảm bảo yêu cầu chấtlượng đề ra

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN

1 Các giải pháp cụ thể

1.1 Đối với giáo viên

- Vận dụng linh hoạt, sáng tạo các phương pháp dạy học theo định hướngphát triển năng lực của học sinh theo cách kế thừa và phát huy các yếu tố tíchcực và những ưu điểm của phương pháp dạy học truyển thống và phương phápdạy học hiện đại nhằm tăng cường tính tích cực của học sinh trong việc tiếp thukiến thức, hình thành kỹ năng tự học, sáng tạo, phát huy tối đa tư duy của họcsinh

- Kết hợp hiệu quả hoạt động cá nhân với hoạt động nhóm

- Chủ động thiết kế hoạt động dạy vận dụng linh hoạt các phương phápdạy học tích cực, tạo không khí sôi nổi, hứng thú trong học tập cho học sinh

- Tăng cường kiểm tra đánh giá bằng nhiều hình thức khác nhau, coi việckiểm tra đánh giá như một biện pháp kích thích hứng thú học tập, tránh gây áplực cho học sinh

- Khi giao nhiệm vụ giải quyết một bài toán, gợi mở, khuyến khích họcsinh vận dụng kiến thức các bộ môn liên quan, tự tìm tòi, phát hiện một cáchtích cực dưới sự hướng dẫn của giáo viên

- Tạo động cơ học tập để học sinh phát huy tinh thần hợp tác, tích cựcthảo luận, trao đổi, tự tin trình bày ý kiên cá nhân

1.2 Đối với học sinh

- Chuyên cần trong học tập, chuẩn bị đầy đủ các thiết bị học tập cần thiết

- Chủ động tiếp nhận nhiệm vụ, nghiêm túc thực hiện nhiệm vụ Tích cựchợp tác, trao đổi, thảo luận Chủ động tìm kiếm sự giúp đỡ, hỗ trợ từ giáo viên.Mạnh dạn trình bày kết quả thảo luận

2 Các bước thực hiện sáng kiến trong bài “Từ bài toán đến chương

trình”

2.1 Hoạt động 1: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Bài toán" trong Tin học

Giáo viên đặt vấn đề bằng cách đưa ra các ví dụ để học sinh thực hiện:

Ví dụ 1: Cho số a, kiểm tra và thông báo a là số chẵn hay số lẻ

Ví dụ 2: Cho ba số a, b, c Kiểm tra ba số có phải là ba cạnh của tam giáckhông? Đó là tam giác gì?

Ví dụ 3: Nhập vào điểm trung bình môn (TBM) các môn học của một họcsinh, in ra màn hình điểm trung bình học kỳ và xếp loại học lực của học sinh đó

* Giao nhiệm vụ cho học sinh:

- Một bài toán trong Toán học gồm mấy phần? đó là những phần nào?

- Em hãy xác định dữ kiện ban đầu và kết quả của mỗi bài toán sẽ có dạng

- Một bài toán trong “toán học” gồm: Giả thiết và Kết luận

- D ki n ban ữ kiện ban đầu và kết quả của mỗi bài toán: ện ban đầu và kết quả của mỗi bài toán: đầu và kết quả của mỗi bài toán: u v k t qu c a m i b i toán: à kết quả của mỗi bài toán: ết quả kiểm tra như sau: ả kiểm tra như sau: ủa mỗi bài toán: ỗi bài toán: à kết quả của mỗi bài toán:

Ví dụ 3 học sinhĐiểm TBM các môn học của một- Điểm trung bình học kỳ- Xếp loại học lực

- Sự giống và khác nhau giữa bài toán trong Tin học và bài toán trongToán học: Bài toán trong Toán học yêu cầu chúng ta giải cụ thể để tìm ra kếtquả, còn bài toán trong Tin học yêu cầu máy tính giải và đưa ra kết quả chochúng ta

Từ đây Giáo viên dẫn dắt và mời học sinh trình bày khái niệm bài toán

trong Tin học

Khái niệm: Bài toán là một công việc hay một nhiệm vụ nào đó mà ta

Bài toán

Bước 1, Bước 2 Bước n

muốn máy tính thực hiện để từ thông tin đầu vào (dữ kiện) máy tính cho ta kếtquả mong muốn

Giả thiết Thông tin đưa vào máy InputKết luận Thông tin muốn lấy tứ máy Output

- Những dữ kiện của bài toán được gọi là Input

- Kết quả máy tính trả ra được gọi là Output của bài toán

- Sau đó giáo viên yêu cầu học sinh tìm lại Input và Output của 3 ví dụtrên

Như vậy, khái niệm bài toán không chỉ bó hẹp trong phạm vi mônToán, mà phải được hiểu như là một vấn đề cần giải quyết trong thực tế, để từnhững dữ kiện đã cho máy tính tìm ra kết quả cho chúng ta

2.2 Hoạt động 2: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Thuật toán" trong Tin học

* Bước 1: Giáo viên nêu tình huống gợi động cơ:

Bài toán

Làm thế nào để từ Input của bài toán, máy tính tìm cho ta Output?

Học sinh trả lời: Ta cần tìm cách giải bài toán và làm cho máy tính hiểu

được cách giải đó

Đến đây sẽ có em thắc mắc: Như vậy chúng ta vẫn phải giải bài toán mà

có khi còn phức tạp hơn trong môn Toán?

Thuật toán

Giáo viên giải thích: Nếu như trong Toán học chúng ta phải giải trực

tiếp từng bài để lấy kết quả, thì ở đây, chúng ta chỉ cần tìm cách giải bài toántổng quát và máy tính sẽ giải cho ta một lớp các bài toán đồng dạng.

Ví dụ: Bài toán xác định số chẵn, số lẻ; bài toán tìm chu vi, diện tíchhình chữ nhật với chiều dài, chiều rộng được nhập bất kỳ; bài toán tìm UCLNcủa 2 số nguyên bất kỳ; bài toán tính điểm trung bình học kỳ,…

* Bước 2: Giáo viên đưa ra khái niệm thuật toán và các tính chất của một

thuật toán:

- Khái niệm: “Thuật toán để giải một bài toán là một dãy hữu hạn các

thao tác được sắp xếp theo một trình tự xác định sao cho sau khi thực hiện dãycác thao tác ấy, từ thông tin đầu vào (Input) của bài toán ta nhận được kết quả(Output) cần tìm”

- Các tính chất của một thuật toán:

+ Tính dừng

+ Tính xác định

+ Tính đúng đắn

* Bước 3: Giới thiệu cho học sinh 2 cách biểu diễn một thuật toán

- Cách l: Liệt kê các bước: Chính là dùng ngôn ngữ tự nhiên để diễn tảcác bước cần làm khi giải một bài toán bằng máy tính

- Cách 2: Dùng sơ đồ khối

Một số quy ước khi biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối:

Khối hình oval: mô tả thao tác nhập xuất dữ liệu 

Khối hình chữ nhật: mô tả các thao tác tính toán 

Khối hình thoi: mô tả các thao tác so sánh 

Mũi tên: mô tả trình tự thực hiện các bước 

Giáo viên nhắc học sinh phải nhớ các quy ước trên để biểu diễn thuậttoán được chính xác

2.3 Hoạt động 3: Giới thiệu và hướng dẫn học sinh xác định bài toán và, mô tả thuật toán của một số bài toán điển hình.

2.3.1 Bài toán 1: Giải phương trình bậc nhất tổng quát: ax + b = 0

Trước tiên giáo viên yêu cầu học sinh xác định Input và Output của bàitoán:

* Input: 2 số a, b

* Output: Nghiệm của phương trình.

- Phát vấn học sinh: Phương trình bậc nhất dạng tổng quát em đã được

học trong môn Toán, theo em để giải phương trình bậc nhất ta có các cách nào?

- Học sinh lên bảng trình bày

Giáo viên lưu ý phân tích cho học sinh hiểu: Để trình bày thuật toánbằng cách liệt kê có rất nhiều lựa chọn và từ đó đưa ra lựa chọn ngắn gọn,đơn giản, dễ hiểu và dễ trình bày nhất

Giáo viên trình chiếu thêm một số cách liệt kê biểu diễn thuật toán vàgiải thích ý nghĩa từng biến dùng trong thuật toán, từ đó từng bước hướng dẫnhọc sinh viết thuật toán theo 2 cách

* Cách 1: Liệt kê từng bước

- Bước 1: Nhập a, b

- Bước 2: Nếu a = 0 thì

- Bước 2.1: Nếu Nếu b= 0 Xuất phương trình vô số nghiệm rồi kếtthúc

- Bước 2.2: Nếu b<>0 Xuất phương trình vô nghiệm rồi kết thúc

- Bước 3: Nếu a<> 0 thì x = -b/a Xuất giá trị x rồi kết thúc

* Cách 2: Biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối

2.3.2 Bài toán 2: Nhập vào ba số a, b, c Kiểm tra 2 số đó có phải là ba