hướng dẫn học sinh lập trình tốt

Việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để giải bài toán trên máy tính là một bước rất quan trọng.. Khi nắm vững cách lựa chọn và thiết kế thuật toán, các em học sinh có thể dễ dàng viết ch

Trang 1

I LÝ DO CHỌN SÁNG KIẾN

Ngày nay, công nghệ thông tin được ứng dụng rộng rãi trong thực tế ở nhiều lĩnh vực Để đáp ứng nhu cầu đó của xã hội, môn Tin học đã được đưa vào trường trung học phổ thông nhằm bước đầu cung cấp cho các em học sinh những kiến thức cơ bản Tuy nhiên, do đặc trưng của môn học có những khái niệm trừu tượng nên các em gặp nhiều khó khăn trong quá trình tiếp thu bài Đặc biệt trong chương trình Tin học 11, khi học phần lập trình đòi hỏi phải tư duy thì khó khăn nhất đối với các em là bước “Lựa chọn và thiết kế thuật toán”

Việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để giải bài toán trên máy tính là một bước rất quan trọng Bởi vì nếu bỏ qua bước này thì đôi khi việc lập trình cho ra kết quả không tối ưu Cũng giống như khi giải một bài tập toán, vật lý, để tìm

ra kết quả chính xác thì buộc học sinh phải xác định công thức cần áp dụng là công thức nào

Khi nắm vững cách lựa chọn và thiết kế thuật toán, các em học sinh có thể

dễ dàng viết chương trình để giải bài toán trên máy tính bằng bất kỳ ngôn ngữ bậc cao nào Làm được việc này sẽ kích thích sự hứng thú học môn Tin học hơn Điều quan trọng hơn, việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để giải bài toán trên máy tính giúp rèn luyện cho học sinh khả năng tư duy, sáng tạo, biết phân tích và giải quyết tình huống Đây là những kỹ năng rất cần thiết để sau này các

em hoà nhập vào thực tế cuộc sống

Từ những lý do nêu trên, qua thực tế giảng dạy bản thân tôi thấy cần đưa ra một số kinh nghiệm để trao đổi với các đồng nghiệp nhằm giúp học sinh bước đầu hiểu rõ và tiếp cận với thuật toán giải bài toán để việc lập trình đạt kết quả tốt hơn Vì thời gian có hạn, tôi chỉ trình bày cách xây dựng thuật toán để giải bài toán bằng cách lập sơ đồ khối

II.THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA SÁNG KIẾN

1) Thuận lợi:

 Toàn ngành, toàn xã hội đang đề cao việc ứng dụng công nghệ thông tin vào tất cả các lĩnh vực

 Môn Tin học là môn chính khoá trong trường phổ thông

Trang 2

 Ngôn ngữ bậc cao trong môn Tin học gần gũi với ngôn ngữ giao tiếp trong cuộc sống

2) Khó khăn:

 Máy vi tính và các thiết bị hỗ trợ còn hạn chế

 Phần lập trình hoàn toàn xa lạ với học sinh

3) Số liệu thống kê

Qua các lớp tôi đã dạy, khi học đến phần lập trình Pascal đa số các em học sinh còn lúng túng khi viết một chương trình Đặc biệt là khái niệm

về bài toán và thuật toán, các em chưa nắm vững và hay bỏ quên bước này Do đó khi viết chương trình, sản phẩm thu được chưa đảm bảo tính tối ưu

III NỘI DUNG ĐỀ TÀI

1) Cơ sở lý luận

 Đa số các câu nói hàng ngày của con người như: “Các bước để vá một ruột xe bị lủng”, “Nếu….thì…”, “Nếu…thì…ngược lại…”, “Trong khi

….thì làm….” đều có thể diển đạt bằng ngôn ngữ Sơ đồ khối

 Điều quan trọng là khi đã xây dựng được thuật toán bằng sơ đồ khối thì

ta có thể sử dụng bất kỳ một ngôn ngữ bậc cao nào cũng viết được chương trình một cách rất thuận tiện và đảm bảo tính tối ưu

2) Nội dung,biện pháp thực hiện các giải pháp của sáng kiến.

TÓM TẮT LÝ THUYẾT

A) BÀI TOÁN

 Trong phạm vi tin học, có thể quan niệm bài toán là một việc nào đó mà ta muốn máy tính thực hiện

 Khi dùng máy tính giải bài toán, ta cần quan tâm đến hai yếu tố:

o Đưa vào máy thông tin gì (Input)

o Cần lấy ra thông tin gì (Output)

B) THUẬT TOÁN

Trang 3

a) 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 dãy thao tác ấy ,

từ Input của bài toán , ta nhận được Output cần tìm

Những đặc trưng cơ bản của thuật toán:

 Tính tổng quát: Thuật toán không đề cập chỉ một bài toán riêng lẽ mà

bao hàm một lớp bài toán cùng một kiểu,

 Có giới hạn: Quá trình biến đổi từ thông tin ban đầu đến kết quả cuối

cùng qua một số giới hạn các biến đổi

 Tính duy nhất: Toàn bộ quá trình biến đổi, cũng như trình tự thực

hiện phải được xác định và là duy nhất Như vậy khi dùng thuật toán cùng một tin tức ban đầu phải có cùng một kết quả.Trong thuật toán ở mỗi giai đoạn phải nêu chính xác các bước tiếp theo, có nghĩa là thứ

tự thực hiện, các thao tác và quyết định phải được quy định rõ ràng

 Tính đúng đắn: Sau khi thuật toán kết thúc, ta phải nhận được Output

cần tìm

Thuật toán có thể phân loại như sau:

 Thuật toán không phân nhánh

 Thuật toán có phân nhánh

 Thuật toán theo chu trình có bước lặp xác định và có bước lặp không

xác định

Thuật toán không phân nhánh là thuật toán đơn giản nhất Trong thực

tế thường gặp thuật toán phân nhánh theo các điều kiện so sánh đúng hoặc sai Phổ biến nhất trong các bài toán thực tế là thuật toán gồm nhiều chu trình , theo nhiều nhánh, đó là đặc trưng của thuật toán giải các bài toán khoa học kỹ thuật

b) Các kí hiệu để diễn tả thuật toán bằng sơ đồ khối

Thể hiện thao tác so sánh

Trang 4

Thể hiện các phép tính toán

Thể hiện các thao tác nhập, xuất dữ liệu

Quy định trình tự thực hiện các phép toán

Lưu ý:

 Với hình ô van thì chỉ có một hướng mũi tên đi ra cho trường hợp thao tác nhập dữ liệu và chỉ có một hướng đi vào cho thao tác xuất

dữ liệu

 Với hình chữ nhật thì có một hướng mũi tên vào và một hướng mũi tên ra

 Với hình thoi thì có một hướng mũi tên vào và hai hướng mũi tên ra

Trang 5

MỘT SỐ VÍ DỤ

VỀ LỰA CHỌN VÀ THIẾT KẾ THUẬT TOÁN

 Thuật toán không phân nhánh

VD1:

Cho A=x2+y2; B=x+y+3A;

C=xy+A-2B2;

x,y R Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối để tính C

* Xác định bài toán

 Input: x,y

 Output: C

Lưu ý: Muốn tính được C thì đầu tiên ta phải tính A và B

Sơ đồ khối

Nhập x, y

Ax*x+y*y

Thông báo C rồi kết thúc

Trang 6

VD2:

Tính vận tốc v khi chạm đất của một vật rơi từ độ cao h, biết rằng v= 2gh, trong

đó g là gia tốc rơi tự do và g = 9.8 m/s2 Độ cao h được nhập từ bàn phím Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

 Input: h

 Output: v

Lưu ý: Ta có thể khai báo g là hằng số hoặc không là hằng số

BÀI TẬP ĐỀ NGHỊ

Hãy mô tả thuật toán giải các bài toán sau bằng sơ đồ khối:

Bài 1:

Nhập từ bàn phím độ dài 3 cạnh của tam giác ABC, rồi tính chu vi, diện tích và các đường cao của tam giác

Hướng dẫn:

- Input: độ dài 3 cạnh a,b,c

- Output: chuvi, dientich, các đường cao ha,hb,hc

- Sử dụng các công thức:

Chu vi: 2p=a+b+c;

Diện tích: s = p(p-a)(p-b)(p-c);

Nhập h

v  sqrt(2*9.8*h)

Thông báo v rồi kết thúc

Trang 7

Các đường cao: ha=

a

s

2

b

s

2

; hc=

c

s

2

;

Bài 2

Nhập từ bàn phím toạ độ 3 điểm A,B,C Tính tích vô hướng của hai vectơ AB

và AC

Hướng dẫn:

- Input: Toạ độ 3 điểm A, B và C;

- Output: Tích vô hướng AB AC;

vectơ: AB=(x -x ;y -y )  B A B A

;

AC=(x -x ;y -y )



;

Tích vô hướng: AB.AC=(x -x ).(x -x )+(y -y ).(y -y )   B A C A B A C A

; Bài 3

Nhập từ bàn phím toạ độ 3 điểm A,B,C Tính độ dài các đoạn thẳng AB,AC và

BC

Hướng dẫn:

- Input: Toạ độ 3 điểm A, B và C;

- Output: Độ dài các đoạn thẳng AB,AC và BC

AB= AB = (x -x ) +(y -y ) B A 2 B A 2

;

Bài 4

Giải tam giác khi biết góc B, cạnh a và góc C

Hướng dẫn

- Input: Góc B , C và cạnh a;

- Output: Góc A, cạnh b và c

* Đổi độ ra rad :

180

.



;

* A+B+C=1800;

* a = b = c sinA sinB sinC;

Trang 8

 Thuật toán có phân nhánh

Sơ đồ:

Dạng thiếu

Dạng đủ

Chú ý:

 Ta có thể sử dụng cấu trúc rẽ nhánh lồng nhau

Sai

Đúng

Điều

1 Câu lệnh

2

Trang 9

VD3:

Tìm số lớn nhất trong hai số thực A và B

Hãy mô tả thuật toán giải bài toán bằng sơ đồ khối

 Input: A,B

 Output: Số lớn nhất trong hai số

Đ

S

Nhập A,B

và kết thúc

Lớn nhất là A

và kết thúc

Trang 10

VD4:

Tìm số lớn nhất trong ba số thực A , B và C

 Input: ba số thực A,B,C

 Output: Số lớn nhất trong ba số

Đ

S

Đ

Nhập A,B,C

A > B

B > C

A > C

Thông báo Max

và kết thúc

Trang 11

VD5:

Cho phương trình bậc hai ax2+bx+c=0

 Input: a,b,c (a<>0)

 Output: Nghiệm x thoả phương trình ax2+bx+c=0

S

Đ

S

Đ

Nhập a,b,c (a<>0)

Db*b-4*a*c

kết thúc

x rồi kết thúc x-b/(2*a)

x 1 (-b+sqrt(D))/(2*a)

x 2 (-b-sqrt(D))/(2*a)

Thông báo PT có

2 nghiệm x 1 và x 2 rồi kết thúc

Trang 12

Bài 1: Nhập dữ liệu là tháng trong năm

Hướng dẫn

- Tháng trong năm phải từ 1 đến 12

- Nếu thỏa thì thông báo là tháng, ngược lại thì thông báo không phải là tháng trong năm

Bài 2: Nhập vào một năm cho ra số ngày của năm đó

Hướng dẫn

- Có hai loại ngày là 365 ngày và 366 ngày

- Năm nhuận là 365 ngày, không nhuận là 366 ngày

- Năm nhuận là năm chia hết cho 400 hoặc chia hết cho 4 nhưng không chia hết cho 100

Bài 3: Tính căn bậc hai của một số

Hướng dẫn

- Sử dụng hàm Sqrt(x)

- Nếu nhập vào số âm thì thông báo số đó không có căn bậc hai

Bài 4: Giải bất phương trình ax+b> 0

Hướng dẫn

- Sử dụng thuật toán như các bài đã gặp

Bài 5: Nhập một điểm thi của học sinh và phân loại nếu điểm thấp hơn 5 thì không đạt, từ 5 đến < 6.5 thì trung bình, từ 6.5 đến <8 thì khá, từ 8 đến < 9 thì giỏi, >=9 đến 10 thì xuất sắc

Hướng dẫn

- Sử dụng If lồng nhau

Trang 13

 Thuật toán theo chu trình có bước lặp xác định.

Sơ đồ:

Sai Đúng

Điều kiện Câu lệnh

Trang 14

VD6:

Tính tổng

n

k 1



 Input: Số nguyên dương n và x1,x2,…,xn;

 Output: Tổng S

S

Đ

Nhập n và

x 1 ,x 2 ,…,x n

S0

i1

SS+x i

ii+1

i <= n

Thông báo S rồi kết thúc

Trang 15

VD7:

Tính giai thừa của một số nguyên dương n (n!=1.2 (n-1).n

 Input: Số nguyên dương n;

 Output: Giai thừa của n (GT)

Đ

S

Nhập n

GT1

i1

GTGT*i

ii+1

i  n

Thông báo GT rồi kết thúc

Trang 16

Bài 1: Tính tổng

S= 1 + 2 + 3 + ……… + n

với n nhập từ bàn phím

Bài 2: Tính tổng

1 1 1

S 1

2 3 n

    

S= 12 + 22 + 32 + ……… + n2

Bài 5: Tính tích

n

i 1

P x *x * * x ; (P x )



 Thuật toán theo chu trình có bước lặp không xác định.

Sơ đồ:

Sai

Đúng

Điều kiện

Trang 17

VD8:

Tìm ước số chung lớn nhất của hai số nguyên dương a và b

 Input: Số nguyên dương a,b;

 Output: UCLN(a,b)

S

Đ

Nhập a, b

aa - b Thông báo UCLN

là a, kết thúc

Trang 18

VD9:

Tính S 1 1 1 1

1! 2! n!

     cho đến khi 1 e

(n 1)!   với e là lượng nhập khá nhỏ

 Input: Số thực dương e;

 Output: Tổng S;

Đ

S

Nhập e

S  1

i  1

gt  1

sh  1/gt

sh>=e

S  S + sh

i  i + 1

gt  gt*i

sh  1/gt

Thông báo S

và kết thúc

Trang 19

Bài 1 :

Nhập vào x Tính

     cho đến khi

n 1

x

e (n 1)!





 với e là lượng nhập khá nhỏ

Hướng dẫn

- Tương tự VD11

Bài 2:

Tính tổng các số dương và trung bình cộng các số âm của các số nhập vào từ bàn phím cho đến khi số nhập vào bằng 0

Hướng dẫn

- Công việc lặp phải có sử dụng cấu trúc If để tính tổng các số dương và trung bình các số âm

Bài 3: Kiểm tra xem khi nhập một số tự nhiên vào có phải là số nguyên tố hay không

Hướng dẫn

- Nhập vào số tự nhiên N

- Chú ý: N<=1 thì thông báo “Không xét”

- Lấy N chia cho các số tự nhiên lớn hơn 1 và nhỏ hơn nó Nếu N

là số nguyên tố thì các phép chia có số dư khác 0 Nếu N không

là số nguyên tố thì sẽ có một phép chia có dư bằng 0

IV KẾT QUẢ

Nói chung, thông qua một môn học, giáo viên không chỉ truyền đạt cho học sinh những kiến thức tối thiểu mà còn kích thích cho các em sự hứng thú học tập, sự tìm tòi sáng tạo Từ đó các em sẽ mang những điều đã học vận dụng vào thực tế cuộc sống Riêng bộ môn Tin học, người giáo viên càng có nhiểu thuận lợi để thực hiện điều đó Thực tế sau khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm này vào giảng dạy môn Tin học lớp 11 ở trường tôi nhận thấy chất lượng bộ môn được nâng cao đáng kể:

 Kỹ năng tư duy, sáng tạo, biết phân tích và giải quyết tình huống của các em học sinh ngày càng tốt hơn

 Các em có thể tự viết được những chương trình để giải các bài tập Toán, Lý,

Trang 20

 Vì nhận thấy được những ứng dụng rất hữu ích của môn Tin học thông qua việc lựa chọn và thiết kế thuật toán để viết một chương trình nên các em học sinh càng yêu thích và say mê học hơn, kết quả học tập của các em tốt hơn

V BÀI HỌC KINH NGHIỆM

Sau khi thực hiện sáng kiến tôi rút ra những kinh nghiệm sau:

 Vì “lựa chọn và thiết kế thuật toán” nằm trong chương trình Tin học lớp 10 nhưng được ứng dụng vào chương trình Tin học lớp 11, nên khi giáo viên yêu cầu viết chương trình để giải một bài toán thì học sinh hay bỏ qua bước này

 Trong quá trình dạy luôn phát huy tính tích cực, chủ động, sáng tạo của học sinh

 Tổ chức hoạt động nhóm để các em thảo luận và xây dựng ý tưởng trước khi thiết kế thuật toán

 Hướng dẫn để giúp các em học sinh biết lựa chọn thuật toán tối ưu nhất

 Tạo không khí học tập thân thiện

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO

- Tin học lớp 10 – Nhà xuất bản giáo dục

- Tin học lớp 10 – Sách giáo viên– Nhà xuất bản giáo dục

- Tin học lớp 11 – Nhà xuất bản giáo dục

- Tin học lớp 11 – Sách giáo viên– Nhà xuất bản giáo dục

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	289,25 KB