Ứng dụng phần mềm crocodile ict 605 vào mô phỏng bài 4 bài toán và thuật toán trong tin học lớp 10 để tạo hứng thú học tập cho học sinh và nâng cao chất lượng học môn tin học ở trường THPT thạ

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH IV SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 VÀO MÔ PHỎNG BÀI 4: BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN TRONG TIN HỌC LỚP

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH IV

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 VÀO MÔ PHỎNG BÀI 4: BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN TRONG TIN HỌC LỚP

10 ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC MÔN TIN HỌC Ở TRƯỜNG THPT THẠCH

M C L C ỤC LỤC ỤC LỤC

I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2

II.1 Cơ sở lý luận của vấn đề 2

II.2 Thực trạng vấn đề 2

II.3 Giải pháp và tổ chức thực hiện 3

II.3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm crocodile ICT 605 3

II.3.2 Giải pháp thực hiện 5

III KIỂM NGHIỆM 16

III.1 Kết quả nghiên cứu 16

III.2 Hiệu quả sau ứng dụng sáng kiến 16

IV.1 Kết luận 17

IV.2 Đề xuất 18

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong thời đại hiện nay sự bùng nổ thông tin đã tác động lớn đến công cuộcphát triển kinh tế xã hội loài người Với con người của thời đại hiện nay ngoài cáckiến thức về chuyên môn thì hầu hết mọi người luôn sử dụng máy tính như mộtcông cụ trợ giúp

Chính vì vậy ứng dụng công nghệ thông tin vào dạy học đang trở thành tràolưu của nền giáo dục hiện đại Thông qua việc sử dụng các công cụ hỗ trợ làm chobài giảng của giáo viên thêm phong phú và trực quan hơn, giúp các thầy giáo, côgiáo nâng cao được chất lượng dạy học, trang bị cho học sinh kiến thức về côngnghệ thông tin và sử dụng nó như một công cụ học tập

Trong quá trình giảng dạy Tin học THPT, đối với học sinh các huyện miềnnúi và đặc biệt là học sinh trường THPT Thạch Thành 4 thì lập trình được mộtchương trình hoàn chỉnh không phải là điều dễ làm Vậy để học sinh lập trình đượcmột chương trình hoàn chỉnh thì học sinh phải nắm chắc được thuật toán của bàitoán Điều đó chứng tỏ ‘BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN’ là bước đệm quan trọng

cho việc lập trình và có mối liên hệ mật thiết với nhau ‘BÀI TOÁN VÀ THUẬT

TOÁN’ là một kiến thức hoàn toàn mới và trừu tượng, nếu chỉ dạy bằng phươngpháp thông thường thì học sinh khó có thể nắm bắt được các nội dung chính vàhiểu rõ được bản chất vấn đề Đó chính là lý do bản thân tôi quyết định lựa chọn đề

tài “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 VÀO MÔ PHỎNG BÀI 4: BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN TRONG TIN HỌC LỚP 10 ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC MÔN TIN HỌC Ở TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH IV” Bởi vì việc

mô phỏng thuật toán với giao diện đồ hoạ rất trực quan, đồng thời người sử dụng

có thể tương tác với hệ thống mô phỏng, giúp người học nhanh chóng hiểu đượcbản chất vấn đề, hiểu được từng thao tác trong thuật toán hoạt động như thế nào,đồng thời đánh giá được tính đúng đắn của thuật toán Ngoài ra mô phỏng còn giúpngười dạy dể dàng truyền đạt được ý tưởng của thuật toán giúp cho quá trình giảngdạy thuận lợi hơn và tạo được hứng thú cho học sinh khi học bài này

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

II.1 Cơ sở lý luận của vấn đề

Đảng và Nhà nước ta đã nhận thấy được tầm quan trọng của ngành Tin học và

đã đưa môn học này vào nhà trường phổ thông như những môn khoa học khác bắt đầu từ năm học 2006-2007

Chỉ thị số 55/2008/CT- BGTĐT ngày 30/9/2008 của Bộ trưởng Bộ GDĐT vềtăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáodục giai đoạn 2008-2012

Quyết định 1215/QĐ-BGDĐT năm 2013 về chương trình hành động củangành giáo dục thực hiện chiến lược phát triển giáo dục Việt Nam 2011-2020, kếtluận 51-KL/TW và chỉ thị 02/CT-TTg về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục vàđào tạo do Bộ trưởng Bộ Giáo dục và Đào tạo ban hành

Trong bối cảnh toàn ngành Giáo dục và Đào tạo đang nỗ lực đổi mới phươngpháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực chủ động của học sinh trong hoạt

động học tập Điều 24.2 của Luật giáo dục đã nêu rõ: “Phương pháp giáo dục phổ

thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh” Như vậy, chúng ta có thể thấy định

hướng đổi mới phương pháp dạy học đã được khẳng định, không còn là vấn đềtranh luận Cốt lõi của việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông làgiúp học sinh hướng tới việc học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụđộng

II.2 Thực trạng vấn đề.

sinh gặp phải trong quá trình giảng dạy môn Tin học là:

- Học sinh chưa thực sự hiểu rõ như thế nào là một bài toán trong Tin học

- Để biểu diễn thuật toán cho một bài toán học sinh chưa biết bắt đầu từ đâu

- Rất khó khăn khi viết chương trình cho bài toán cụ thể

- Tất cả những kiến thức trên đều được học sinh tiếp thu một cách thụ động và cònđang rất lúng túng chưa hiểu rõ được bản chất của vấn đề

Nếu không hiểu được bài toán trong tin học là gì thì để xây dựng được mộtthuật toán cho bài toán đó là điều rất khó khăn và để viết được một chương trìnhhoàn chỉnh thì lại càng khó khăn hơn

Nắm bắt được knhững mà khó khăn mà học sinh găp phải bản thân tôi đã

mạnh dạn đề xuất một sáng kiến nhỏ với đề tài: “ỨNG DỤNG PHẦN MỀM CROCODILE ICT 605 VÀO MÔ PHỎNG BÀI 4: BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN TRONG TIN HỌC LỚP 10 ĐỂ TẠO HỨNG THÚ HỌC TẬP CHO HỌC SINH VÀ NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỌC MÔN TIN HỌC Ở TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH IV’’ Phần mềm mô phỏng thuật toán một

cách trực quan, góp phần tạo hứng thú học tập cho học sinh và giúp học sinh hiểu

rõ được bản chât của “ BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN”, từ đó nâng cao chất

lượng dạy học môn Tin học ở trường THPT Thạch Thành 4

II.3 Giải pháp và tổ chức thực hiện

II.3.1 Hướng dẫn sử dụng phần mềm crocodile ICT 605

Crocodile ICT là phần mềm trong nhóm phần mềm của hãng Crocodile CliptLtd

(Crocodile Chimistry, Crocodile Physics and Crocodile ICT) Chúng là những phầnmềm được các nhà giáo trong ba lĩnh vực trên đánh giá rất cao bởi những khả năng

hỗ trợ trong dạy học các bộ môn khoa học Hóa học, Vật lí và Tin học

Crocodile ICT là phần mềm hỗ trợ việc hình thành, rèn luyện, phát triển tư duy giảithuật và một số kĩ năng lập trình cơ bản cho học sinh THPT khi học môn Tin học.Nhờ có phần mềm này mà học sinh trở nên hứng thú với môn học hơn, hiệu quảhọc tập được nâng cao rõ rệt

Màn hình làm việc của phần mềm Crocodile ICT 605

Sau khi tải, cài đặt thành công bạn mở chương trình lên, màn hình làm việc của

Crocodile ICT 605 có các thành phần cơ bản sau:

- Thanh tiêu đề: Chứa tên chương trình.

- Thanh thực đơn (Menu Bar): Chứa các nhóm lệnh.

- Thanh công cụ chuẩn (Tools): Chứa một số biểu tượng, ô điều khiển và một số

Parts Library →Flowcharts→Inputs And Outputs→Get Property;

- Đặt tên biến: Tên biến mặc định là x, nếu bạn muốn đổi tên biến: click chuột vào chữ x, chương trình cho phép bạn xóa x và thay bằng một tên biến khác.

- Kiểu dữ liệu của biến: Sau tên biến là kiểu dữ liệu của biến, bạn click chuột vào Property và chọn kiểu dữ liệu thích hợp cho biến.

tới ô để nhập dữ liệu cho biến.

- Tạo ô để nhập giá trị cho biến: Tại menu lệnh chọn

Parts Library→ Presentation→Input-Outputs→Edit Box;

Nhập chú thích (ví dụ: Nhập hệ số a,…) tại ô Label.

- Thực hiện các phép toán: Tại menu lệnh chọn

Parts Library →Flowcharts→Processes→ Set Variable;

- Thực hiện thao tác so sánh:Tại menu lệnh chọn

Parts Library→Flowcharts→Decisions→ Test;

Mặc định phép so sánh là bằng(=), để thay đổi bạn click chuột vào dấu (=) → menucác phép so sánh xuất hiện và chọn phép so sánh thích hợp

Thay đổi hai nhánh (đúng/sai): Bạn chỉ cần click chuột vào chữa “Y” hoặc chữ “N”thì chương trình sẽ tự động thay đổi cho bạn

- Xuất kết quả: Tại menu lệnh chọn Parts Library → Flowcharts→ Inputs And Outputs →Set Property

tới ô nhận giá trị xuất.

- Tạo ô nhận giá trị xuất: Tại menu lệnh chọn

Parts Libraryà Presentation→ Input-Outputs→ Edit Box;

Nhập chú thích (ví dụ: nghiệm 1, nghiệm 2…) tại ô Label.

Sau khi vẽ xong lưu đồ, bạn nhập giá trị cho biến tại ô nhập giá trị mà bạn đã tạo ở trên, click chuột vào nút start, chương trình chạy và cho ra kết quả tại ô nhận giá

trị xuất.

II.3.2 Giải pháp thực hiện

Hãy bắt đầu với một bài toán đơn giản và gần gũi nhất với học sinh lớp 10

Bài toán 1: Giải phương trình bậc 2 tổng quát: ax 2 + bx +c = 0, (a<>0).

 Xác định bài toán

- Input: hệ số a, b, c

- Output: nghiệm phương trình bậc 2: x1, x2

 Thuật toán bằng phương pháp liệt kê

- Bước 1: Xác định giá trị a, b, c;

- Bước 2: Tính delta = b2 – 4ac;

- Bước 3: Nếu delta<0 thì phương trình vô nghiệm;

Nếu delta =0 thì phương trình có nghiệm kép x1 =x2 = -b/2a;

Nếu delta >0 thì phương trình có 2 nghiệm phân biệt: x1,2= ;

- Bước 4: Thông báo nghiệm của phương trình;

GV: Từ các bước trên cô sẻ hướng dẫn chi tiết cách để em xây dựng thuật toánbằng phần mềm Crocodile ICT 605

Bước 1: Chọn Parts LibraryStart and stop click Start và kéo thả ra màn

hình làm việc để bắt đầu thuật toán Tại đây ta có thể đặt tên cho thuật toán bằng

cách click vào ô Flowchart_1

Bước 2: Chọn Parts library Inputs and outputs click Get Property và kéo

thả ra màn hình làm việc Click chuột vào x và thay biến x bằng a

- Chọn parts library presentasioninput-outputs click vào Edit box và

kéo thả ra màn hình soạn thảo

biến a Làm tương tự đối với 2 biến b và c

Bước 3: Chọn Parts Library

Flowcharts Processes click Set

Variable kéo thả ra màn hình để tính delta Thay x = delta, 0=b*b-4*a*c Rồi nối

 Nếu điều kiện đúng thì rẽ nhánh theo hướng “Y” Chọn Parts Library

Processes click Set Variable kéo thả ra màn hình Thay x = x1, sqrt(delta))/(2*a) Rồi nối vào sơ đồ Làm tương tự như vậy với x2

0=(-b-Tiếp theo vào Parts LibraryFlowchart Input and Outputs, click chọn Set property kéo thả ra màn hình kết nối vào sơ đồ, thay 0= “x1=”+x1+ “va x2=” +x2.

- Chọn tiếp Parts Library Presentasion Input-Outputs click vào Edit box kéo thả ra màn hình, chọn PropertiesLable gõ: kết luận.

Tiếp đến là click chuột vào , kéo thả vào Edit box để liên kết 2 thành phần này

với nhau

 Nếu sai thì kiểm tra điều kiện Delta =0 (tương tự như kiểm tra điều kiện delta >0)

- Nếu Delta=0 đúng thì rẽ nhánh theo hướng “Y” Chọn Parts library Inputs and outputs click Set property và kéo thả ra màn hình làm việc Click chuột vào 0 và thay bằng “x”+(-b)/2*a Thực hiện xong ta click vào trên thành phần

Get property kéo thả đến Edit box kết luận để liên kết 2 thành phần này Tiếp tục click vào Property chọn Value.

- Nếu detal =0 sai thì rẽ nhánh theo hướng theo hướng “N” Chọn Parts Library Inputs and Outputs click Set Property và kéo thả ra màn hình làm việc Click chuột vào 0 và thay bằng “ PT vô nghiệm” Thực hiện xong ta click vào trên

thành phần Get Property kéo thả đến Edit box kết luận để liên kết 2 thành phần này Tiếp tục click vào Property chọn Value

Bước 5: Chọn Parts LibraryStart and Stop Click Stop và kéo thả ra màn

hình làm việc để kết nối vào sơ đồ

thuật toán và kết thúc thuật toán

Trong quá trình thực hiện thuật toán, để thấy được sự thay đổi giá trị của các biến

qua từng bước, chọn Parts LibraryFlowcharts Programming Environment.

Click chuột vào Monitor box và thực hiện kéo thả ra màn hình Toàn bộ hoạt động

của chương trình sẽ được thể hiện trong hộp thoại sau

Để học sinh thấy rõ được quá trình thực hiện thuật toán qua từng bước thì có thể điều chỉnh tốc độ thực hiện thuật toán bằng cách kéo thả nút lệnh

trên thanh công cụ sau chuẩn

Và đây là kết quả của việc sử dụng phần mềm Crocodile ICT 605

 Thực hiện thuật toán với một số bộ test tiêu biểu thì đều cho ra kết quả đúng.

Hãy thực hiện thuật toán bằng cách ấn vào nút Start (Mô phỏng đã ghi trên đĩa)

- Với a=2, b=4, c=-6  x1=1, x2=-3

- Với a= 2, b=1, c=1  Phương trình vô nghiệm

- Với a= 1, b=2, c=1  Phương trình có nghiệm kép: x=1;

Bài toán 2: Tìm ước chung lớn nhất của 2 số nguyên dương M và N

 Xác định bài toán

- Input: N, M nguyên dương.

- Output: Ước chung lớn nhất của 2 số nguyên dương M và N.

 Thuật toán bằng phương pháp liệt kê.

- Bước 1: Nhập M và N;

- Bước 2: Nếu M=N thì lấy giá trị chung đó làm ước chung lớn nhất rồi chuyển

đến bước 5;

- Bước 3: Nếu M>N thì MM-N rồi quay lại bước 2;

- Bước 4: NN-M rồi quay lại bước 2;

- Bước 5: Đưa ra kết quả ước chung lớn nhất rồi kết thúc;

 Sau đây là kết quả sử dụng phần mềm Crocodile ICT 605 để mô phỏng thuật toán cho bài toán trên (Thực hiện thuật toán được ghi trên đĩa)

 Thực hiện thuật toán với các bộ test sau và đều cho ra kết quả đúng

- Bước 5: Nếu i>[ ] thì thông báo N là nguyên tố rồi kết thúc;

- Bước 6: Nếu N chia hết cho i thì thông báo “N không là nguyên tố” rồi kết thúc

- Bước 7: ii+1 rồi quay lại bước 5;

 Thuật toán mô phỏng bằng phần mềm Crocodile ICT 605 và đây là kết quả của viêc mô phỏng đó (Thực hiện thuật toán được ghi trên đĩa)

 Thực hiện thuật toán với một số test tiêu biểu thì đều cho ra kết quả đúng

- N= 1 thông báo “N không là nguyên tố”

- N= 3 thông báo “N là nguyên tố”

- N = 29 thông báo “N là nguyên tố”

Bài toán 4: Tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên.

 Xác định bài toán

- Input: Số nguyên dương N và dãy N số nguyên a1, a2, a3,…, aN

- Output: Giá trị lớn nhất Max của dãy số.

 Thuật toán bằng phương pháp liệt kê.

- Bước 1: Nhập N và Dãy a1, a2, a3,…,aN;

- Bước 2: Max a1, i 2;

Bước 3: Nếu i >N thì đưa ra giá trị Max rồi kết thúc;

- Bước 4: Nếu ai > max thì max ai, i i+1 rồi quay lại bước 3;

 Mô phỏng thuật toán bằng phần mềm crocodile ict 605 (Ghi đĩa)

 Thực hiện thuật toán với các bộ test sau thì đều cho ra kết quả đúng

- Với A=[18, 26,15,2] thì giá trị lớn nhất là 26

- Với A=[1,20, 2, 8, 3,16] thì giá trị lớn nhất là 20

- Với A=[2,9,5] thì giá trị lớn nhất là 9

Bài toán 5: Bài toán sắp xếp

Cho dãy A gồm N số nguyên a 1, a 2, …a N Cần sắp xếp các số hạng để dãy A trở thành dãy không giảm (tức là số hạng trước không lớn hơn số hạng sau).

 Xác định bài toán

- Input: Dãy A gồm N số nguyên a1, a2,…,aN.

- Output: Dãy A được sắp xếp lại thành dãy không giảm.

- Bước 5: ii+1;

- Bước 6: Nếu i >M thì quay lại bước 3

- Bước 7: Nếu ai >ai+1 thì tráo đổi ai và ai+1 cho nhau

- Bước 8: Quay lại bước 5

 Và đây là kết quả của việc mô phỏng bằng phần mềm crocodile ICT 605

 Thực hiện thuật toán với các bộ test sau thì đều cho ra kết quả đúng

- Với N=5, A=[2, 4,1,6,9] thì dãy A sau sắp xếp là: A=[1,2,4,6,9]

- Với N=6, A=[1,20, 2, 8, 3,16] thì dãy A sau sắp xếp là: A=[1,2,3,8,16,20]

- Với N=3, A=[2,9,5] thì dãy A sau sắp xếp là: A=[2,5,9]

Bài toán 6: Bài toán tìm kiếm

Cho dãy A gồm N số nguyên khác nhau: a 1 , a 2 ,…,a N và một số nguyên k, cần biết có hay không chỉ số i (1<= i<=N) mà a i bằng k Nếu có hãy cho biết chỉ số đó

 Xác định bài toán

- Input: Dãy A gồm N số nguyên khác nhau a1, a2,…,aN. và số nguyên k;

- Output: Chỉ số i mà ai = k hoặc thông báo “không có số hạng nào của dãy A có giá trị bằng k”

 Thuật toán tìm kiếm tuần tự bằng phương pháp liệt kê

- Bước 1: Nhập N và các số hạng a1, a2,…,aN và khoá k

K=6 thì cho thông báo “không có số hạng nào bằng k”

Trên đây là một số ví dụ bài toán có sử dụng phần mềm Crocodile ICT 605 để

mô phỏng thuật toán một cách trực quan, tiết học trở nên sôi nổi hơn, không cònnhàm chán nữa và học sinh đã dần hiểu rõ được bản chất của vấn đề

III KIỂM NGHIỆM