Tạo hứng thú cho học sinh khi học phần bài toán và thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp lôgic một số phương pháp

Trong quá trình dạy học tôi luôn tìm hiểu xem vì sao học sinh không thích học phần bài toán và thuật toán, tôi đã đưa ra một số câu hỏi và biết được lý do.. Vì vậy với kinh nghiệm 12 năm

I MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Môn tin học nhằm cung cấp cho học sinh những kiến thức phổ thông về ngành khoa học tin học, hình thành và phát triển khả năng tư duy thuật toán, năng lực sử dụng các thành tựu của ngành khoa học này trong học tập và trong các lĩnh vực hoạt động của mình sau này

Trang bị cho học sinh một cách tương đối có hệ thống các khái niệm cơ bản ở mức phổ thông về tin học, một ngành khoa học với những đặc thù riêng, các kiến thức về hệ thống, thuật toán, cấu trúc dữ liệu

Học sinh bước đầu biết sử dụng máy tính, biết soạn thảo văn bản, biết sử dụng Internet, khai thác các phần mềm ứng dụng, giải các bài toán đơn giản bằng máy tính, bước đầu sử dụng được một hệ quản trị CSDL quan hệ cụ thể

Rèn luyện cho học sinh cách nghĩ và làm việc khoa học như sự ham hiểu biết, tìm tòi sáng tạo, chuẩn mực, chính xác trong suy nghĩ và hành động, say mê môn tin học, cẩn thận trong công việc, hợp tác tốt với bạn bè

Trong quá trình dạy học tôi luôn tìm hiểu xem vì sao học sinh không thích học phần bài toán và thuật toán, tôi đã đưa ra một số câu hỏi và biết được lý do Đa phần học sinh lớp 10 khi được hỏi “các em đã học tin học ở cấp 2, vậy các em có suy nghĩ như thế nào khi học tin học?” hầu hết các em đều trả lời “không học gì cả” hoặc “học soạn thảo văn bản nhưng không được thực hành” do hiện nay ở các trường THCS, cơ sở vật chất còn thiếu, số lượng máy tính có thể chưa đủ để cho học sinh thực hành, vì vậy các em không biết gì và không thích học tin học Còn một bộ phận học sinh còn cho rằng học tin học có nghĩa là chơi máy tính, có chăng cũng chỉ lên máy tính chơi điện tử Các em rất hào hứng, chờ đợi được học tin là chơi máy tính Vì thế khi học vào phần đầu tiên của tin học 10 nhất là phần thuật toán học sinh đã thấy chàn nãn do sự khô khan và cứng nhắc của nó, ngoài ra lại còn không được lên phòng thực hành để chơi máy tính Vì vậy với kinh nghiệm 12 năm trong nghề và năm nào tôi cũng đứng dạy lớp 10 tôi xin được chia sẽ với mọi người một số kinh nghiệm của bản thân tôi khi dạy phần thuật toán tin học 10 để học sinh có quan niệm khác khi học tin học chứ không như các em suy nghĩ lâu nay

về học tin học, không cảm thấy nhàm chán khi học phần bài toán và thuật toán tin học 10 mà ngược lại cảm thấy hứng thú hơn khi học phần này, ngoài ra còn chịu khó làm bài khi giáo viên giao bài về nhà và hăng say phát biểu bài cho dù không được thực hành với máy tính Chuẩn bị tốt cho quá trình tiếp thu kiến thức tin học

11 – Chương trình lập trình

Vì vậy tôi chọn đề tài “Tạo hứng thú học tập cho học sinh khi học phần bài

toán và thuật toán tin học 10 qua việc kết hợp logic một số phương pháp” có

nhiều lý do nhưng lý do quan trọng nhất đó là tôi muốn tạo cho học sinh một cảm giác thoải mái, hứng thú khi học phần học khô khan cứng nhắc, máy móc với những bước hay hình khối này

2 Mục đích nghiên cứu.

Cho học sinh hiểu đúng khái niệm bài toán, thuật toán trong tin học

Hiểu rõ khái niệm thuật toán là cách giải bài toán mà về nguyên tắc có thể giao cho máy tính thực hiện

Hiểu và thực hiện một số thuật toán đơn giản

Xây dựng được một số thuật toán đơn giản Qua đó hình thành một số kĩ năng chuẩn bị tiếp thu việc học ngôn ngữ lập trình ở tin học 11

Các kiến thức trên góp phần phát triển khả năng tư duy khi giải quyết các vấn

đề trong khoa học cũng như trong cuộc sống

Luyện tập cách xây dựng ý tưởng, xác định Input và Output của bài toán Biểu diễn thuật toán bằng hai cách: liệt kê và sơ đồ khối Kĩ năng Biết cách xác định Input và Output Bước đầu có thể biểu diễn thuật toán bằng hai cách: Liệt kê và sơ

đồ khối

3 Đối tượng nghiên cứu

Phần bài toán và thuật toán là một phần học có thể nói là khó Các kiến thức trong phần học này góp phần phát triển khả năng tư duy khi giải quyết các vấn đề trong khoa học cũng như trong cuộc sống, hình thành một số kĩ năng chuẩn bị cho việc tiếp thu học ngôn ngữ lập trình; cách dùng biến, khởi tạo các giá trị biến…Vì vậy tôi thấy rằng cần giúp học sinh tạo cho mình một số kĩ năng học tin học nhất là tin học lập trình ở chương trình tin 11 mà học sinh không có cảm giác sợ học hay chán nãn với sự khô khan của nó và tôi đã bước đầu sử dụng kết hợp một số phương pháp trong quá trình dạy phần bài toán và thuật toán tin học 10 đễ cho học sinh không còn những suy nghĩ đó trong giờ học tin học Vì vậy đề tài của tôi là

“Tạo hứng thú học tập cho học sinh khi học phần bài toán và thuật toán tin học

10 qua việc kết hợp logic một số phương pháp”.

4 Phương pháp nghiên cứu

Tìm hiểu đối tượng học sinh của từng lớp, thuyết trình, hướng dẫn học sinh theo hướng học sinh chủ động Có thể kết hợp cả các biện pháp khuyến khích như cho điểm cao để học sinh hứng thú và hăng say phát biểu bài hơn Cho những ví dụ thực tế phù hợp với các nhóm đối tượng học sinh (Giỏi, khá, trung bình, yếu), ứng dụng phương pháp dạy học theo NCBH trong các tiết dạy Có thể nói đây là một nội dung khó vì vậy cần kết hợp nhiều biện pháp để hướng dẫn cho học sinh giải quyết các thuật toán từ dễ đến khó, không tạo cho học sinh áp lực dẫn đến chán nãn trong quá trình học phần này

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Trước khi học phần học này học sinh giống như một trang giấy trắng chưa có một chút kiến thức, khái niệm nào về thuật toán, vì vậy giáo viên chính là người tô cho học sinh các khái niệm và cách giải quyết bài toán bắng thuật toán Phần này là

phần học khá trừu tượng Vì vậy với nội dung trong SGK học sinh rất khó hiểu, từ

đó sẽ dẫn đến tình trạng sợ học thuật toán phần tin học 10 THPT

Luyện tập cách xây dựng ý tưởng, xác định Input và Output của bài toán Biểu diễn thuật toán bằng hai cách: liệt kê và sơ đồ khối Kỹ năng Biết cách xác định Input và Output Bước đầu có thể biểu diễn thuật toán bằng hai cách

Hai khái niệm mà học sinh cần phải nắm vững

Bài toán là một việc nào đó ta muốn máy tính thực hiện Để giải quyết được bài

toán trong thực tế đời sống hàng ngày cần xác định hai yếu tố quan trọng đó là cái

đã biết và cái cần tìm Giải bài toán trong máy tính cần xác đinh Input và Output và mối quan hệ giữa chúng

Thuật toán là dãy hữu hạn các thao tác được được sắp xếp theo 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”

Áp dụng thực hiện làm một số ví dụ thực tế do giáo viên giao và ví dụ trong SGK

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Một số học sinh còn cho rằng học tin học có nghĩa là chơi máy tính, có chăng cũng chỉ lên máy tính chơi điện tử Các em rất hào hứng, chờ đợi được học tin là chơi máy tính Vì thế khi học vào phần đầu tiên của tin học 10 nhất là phần thuật toán học sinh đã thấy chán nãn do sự khô khan và cứng nhắc của nó

Trước khi học phần học này học sinh giống như một trang giấy trắng chưa có một chút kiến thức, khái niệm nào về thuật toán vì vậy giáo viên chính là người tô cho học sinh các khái niệm và cách giải quyết bài toán bằng thuật toán

Phần này là phần học khá trừu tượng vì vậy với nội dung trong SGK học sinh rất khó hiểu, từ đó sẽ dẫn đến tình trạng sợ học thuật toán phần tin học 10 Kinh nghiệm của tôi sau nhiều năm dạy tin học nhất là phần thuật toán tin học 10, dạy phần này cần tạo cho học sinh hứng thú học cần thiết Trong SGK tin 10 cho học sinh học một số ví dụ ban đầu ngoài sức của học sinh Vì vậy tôi đưa ra một số ví

dụ có yêu cầu thấp hơn, dễ dàng giải quyết với học sinh hơn và kết hợp cả các biện pháp khuyến khích như cho điểm cao để học sinh hứng thú và hăng say phát biểu bài hơn

3 Các phương pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

- Tôi đã thực hiện lồng ghép các phương pháp dạy học vào với nhau trong các tiết dạy thuật toán

- Cho ví dụ phù hợp với nhóm đối tượng học sinh không nhất thiết phải áp dụng

ví dụ trong SGK

- Ứng dụng phương pháp dạy học theo NCBH…

3.1 Phương pháp 1 Đối với tất cả các đối tượng học sinh

Ở tiết đầu của phần bài toán và thuật toán tôi sử dụng phương pháp thuyết trình

Yêu cầu học sinh phải nắm được các khái niệm bài toán thuật toán và từ đó phân biệt được bài toán và thuật toán, kết hợp đưa ra ví dụ thực tế

Trước khi vào phần ví dụ tôi đã cho học sinh tìm hiểu sâu, yêu cầu học sinh cần phải hiểu được thế nào là bài toán và thuật toán

Bài toán là một việc nào đó ta muốn máy tính thực hiện Để giải quyết được bài toán trong thực tế đời sống hàng ngày cần xác định hai yếu tố quan trọng đó là cái

đã biết và cái cần tìm Giải bài toán trong máy tính cần xác đinh Input và Ouput và mối quan hệ giữa chúng

Ví dụ thực tế:

Ví dụ 1 Giải quyết bài toán: Muốn đi đến trường cần thực hiện bằng những cách nào?

Giải quyết bài toán đề ra bằng nhiều cách:

Đi bộ

Đi xe đạp Xin xe bạn…

Ví dụ 2: Muốn được điểm 10 môn tin trong kiểm tra miệng ngày mai thì thực hiện bằng cách nào?

Thực hiện giải bài toán đó bằng cách phải học bài cũ

Ví dụ 3: cho hai số a và b nguyên dương, Tính tổng của hai số đó

Xác định Input: a,b Output: S

Ví dụ 4: cho hai số a và b nguyên dương, Tìm số lớn trong hai số đó

Xác định Input: a,b Output: Số lớn là a hoặc b

Ví dụ 5 : Tìm UCLN của hai số nguyên dương a và b

Input : a,b Output : UCLL (a,b)

Ví dụ 6: Tìm nghiệm của phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0 (a≠0)

Input: a,b,c Output: nghiệm PTB2 Sau khi cho học sinh một số ví dụ, học sinh hiểu rõ hơn về bài toán kể cả những học sinh theo khối C

Khái niệm thứ 2 học sinh cần nắm được là “thuật toán” Tôi phân tích chi tiết cho học sinh hiểu khái niệm thuật toán trong SGK:

Khái niệm: “Thuật toán là dãy hữu hạn các thao tác được được sắp xếp theo 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”

Học sinh hiểu thế nào là dãy hữu hạn các thao tác Dãy hữu hạn đó là các bước giải quyết bài toán để từ I ta được O cần tìm phải theo đúng thứ tự

Ví dụ: Muốn tìm được nghiệm của phương trình bậc hai thì cần phải:

1 xác định được a,b,c

2 Tính Deta

3 So sánh Deta với 0 (Deta >0, Deta <0, Deta = 0)

4 Khẳng định nghiệm của phương trình

Đó là các bước giải quyết bài toán tìm nghiệm phương trình bậc hai được sắp xếp theo trình tự xác định

Muốn giải quyết được bài toán trong máy tính thì cũng giống như các bước giải toán học Tôi đã cho học sinh làm một số ví dụ bằng ngôn ngữ toán học

Ví dụ thực tế.

Ví dụ 1: Cho hai số nguyên dương a và b, Tính tổng hai số đó

Xác định bài toán

I: a, b

O: S

1 xác định a, b

2 Tính tổng theo công thức

S = a + b

3 kết luận tổng S

Ví dụ 2 : Cho hai số nguyên dương a và b, Tìm số lớn trong hai số đó

I: a, b

O: a>b, b>a

1 xác định a, b

2 so sánh a với b

3 nếu a>b thì kết luận số lớn là a nếu a<b thì kết luận số lớn là b nếu a=b thì kết luận không có số lớn hơn

Ví dụ 3: tìm nghiệm của phương trình bậc nhất: ax + b = 0

I: a,b

O: nghiệm của PT

1 xác định a,b

2 x = -b/a

3 có ngiệm hay vô nghiệm

Ví dụ 4: Tìm nghiệm phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0 (a≠0)

I a, b, c

O: Kết luận nghiệm của phương

trình

1 xác định a, b, c

2 tính DT: DT = b2 – 4ac

3 Nếu DT <0, phương trình vô nghiệm

4 ngược lại phương trình có nghiệm

X1 =

a

DT b

* 2

−

−

X2 =

a

DT b

* 2

+

−

Ví dụ 5 Xác định tính nguyên tố của số nguyên dương N

Yêu cầu học sinh nhắc lại khái niệm số nguyên tố “N gọi là nguyên tố nếu nó các 2 ước là 1 và chính nó” có nghĩa là N chỉ chia hết chi 1 và chia hết cho N

Ví dụ: N = 2, 2 chỉ chia hết cho 1 và chia hết cho 2, vậy N là số nguyên tố

N = 4, 4 chia hết cho 1, chia hết cho 2, chia hết cho 4 vậy N không phải là số nguyên tố

Đối với những lớp theo khối C và cơ bản thì tôi yêu cầu học sinh chỉ một số đơn giản nào đó

Ví dụ: N = 1 ?

N = 2 ?

N = 3 ?

N = 4 ?

Và yêu cầu học sinh xác định tính nguyên tố và giải thích vì sao

Đối với những lớp nâng cao tôi yêu cầu cao hơn và yêu cầu học sinh xác định các số nguyên tố bất kỳ Từ đó nâng cao kiến thức học sinh hơn

Ví dụ:

N = 1 ⇒ N không nguyên tố

1 < N < = 4 ⇒ N nguyên tố

N > 4 ⇒ tính phần nguyên căn bậc 2 của N ( [ N ] ), N không chia hết cho

số nào trong khoảng từ 2 đến hết phần nguyên căn bậc 2 của N

Ví dụ: N = 10

[ N ]= 3, lấy N = 10 chia cho 2, 3 Nếu N chia hết cho một số nào đó thì N không nguyên tố Vì vậy, N chia hết cho 2, vì vậy N = 10 không nguyên tố

N = 49 ⇒ [ N ]=[ 49]= 7 ⇒ 49 có chia hết cho 2, 3, 4, 5, 6, 7 không?

49 chia hết cho 7 vì vậy N = 49 không nguyên tố

3.2 Phương pháp 2 Đối với tất cả các đối tượng học sinh

Ở tiết tiếp theo tôi lấy một số ví dụ cụ thể về bài toán và từ đó yêu cầu học sinh xây dựng ý tưởng để giải quyết bài toán

Trước khi làm một thuật toán nào đó tôi yêu cầu học sinh phải xác định được Input và Output của bài toán, theo tôi đó là điều tối thiểu nhất mà bất kỳ học sinh nào cũng phải làm được Từ đó xây dựng ý tưởng để giải quyết bài toán đó, học sinh có thể trình bày theo suy nghỉ của mình

Ví dụ 1: Cho hai số nguyên dương a và b, Tính tổng hai số đó

Xác định bài toán

- Input: a, b

- Output: S

Ý tưởng:

- Xác định a, b

- Tính tổng theo công thức: S = a + b

- Kết luận tổng S

Ví dụ 2: tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên dương

Xác định bài toán

- Input: số nguyên dương N và dãy N số nguyên a1, , aN

- Output: Max

Ý tưởng:

- Max = a1

- Lần lượt cho i từ 2 đến N

- Lần lượt so sánh ai với Max Nếu ai > Max thì Max nhận giá trị mới là ai

3.3 Phương pháp 3 Đối với tất cả các đối tượng học sinh

Tôi dạy học sinh theo phương pháp nghiên cứu bài học Tôi chia học sinh ra làm các nhóm Ở phương pháp này tôi sử dụng lồng ghép các cách sau

Cách 1 Tôi chia học sinh ra làm các nhóm Mỗi nhóm có cả các đối tượng

học sinh Giỏi, khá, trung bình, yếu để học sinh có thể hỗ trợ lẫn nhau Tôi kết hợp lấy tinh thần xung phong, khuyến khích học sinh bằng cách cho điểm, học sinh khá giỏi có thể trợ giúp học sinh trong bình và yếu Từ đó tất cả các đối tượng học sinh đều tiếp cận và làm quen được với thuật toán, tạo cho học sinh hứng thú và không cảm thấy chán nãn khi làm việc với thuật toán

Cách 2 Tôi chia học sinh ra làm các nhóm riêng theo học lực

Nhóm 1 nhóm học sinh: giỏi – khá Nhóm 2 nhóm học sinh: trung bình khá – trung bình Nhóm 1 nhóm học sinh: trung bình – yếu

Tôi cho các nhóm học sinh các đề khác nhau theo năng lực của học sinh Nhóm học sinh giỏi khá thì đề nâng cao hơn, còn nhóm học sinh trung bình yếu thì

đề cơ bản

Yêu cầu học sinh làm theo nhóm và chỉ định đại diện nhóm lên làm bài, khuyến khích những học sinh yếu kém

Cách 3 Tôi yêu cầu học sinh làm bài tập theo các nhân Tôi cho học sinh các

dạng bài đã làm ở phần hoạt động nhóm trong các tiết trước để những học sinh yếu kém có thể thao tác lại, sau đó cho các bài toán ở mức độ khác nhau, dạng khác nhau

Bằng phương pháp này tất cả học sinh trong lớp đều hăng hái hoạt động và học sinh nào dù là những học sinh yếu cũng có thể làm một thuật toán đơn giản

3.4

Phương pháp 4

Lấy một số ví dụ cụ thể về bài toán và từ đó xây dựng thuật toán

Học sinh làm quen cách xác định bài toán (INPUT, OUPUT) Từ đó xây dựng thuật toán bằng hai cách liệt kê, sơ đồ khối Từ những bài toán dễ đến khó để các đối tượng học sinh đều có thể làm quen với thuật toán Đó là một phần quan trọng

Trong SGK tin 10, ví dụ đầu tiên đưa ra đó là ví dụ tìm số lớn nhất trong dãy

số nguyên, quá khó đối với học sinh nhất là học sinh ban C và cơ bản, có một phần

Nhập a, b

S = a + b

Kết luận S

học sinh theo khối nâng cao cũng không làm được ví dụ này Theo tôi nên cho học sinh làm quen từ dễ đến khó và nâng cao dần

Trước khi làm ví dụ thì tôi yêu cầu học sinh học kỹ hai loại thuật toán:

1 Liệt kê

2 Sơ đồ khối

Học sinh có thể chọn một trong hai loại này theo kiến thức của mình

*) Thuật toán liệt kê: Liệt kê các bước được sắp xếp theo trình tự giải quyết bài

toán để từ Input ta được Output cần tìm

Ví dụ: Tính tổng 2 số nguyên dương a, b

Bước 1 xác định a, b

Bước 2 tính S = a + b

Bước 3 kết luận S

*) Thuật toán sơ đồ khối: sử dụng các hình khối để thể hiện thao tác cần thực hiện

để từ Input ta được Output cần tìm

Các hình khối được thế hiện trong thuật toán liệt kê:

Nhập, xuất, Bắt đầu, kết thúc

Phép so sánh Phép tính toán Chuyển thực hiện thao tác

Ví dụ: Tính tổng 2 số nguyên dương a, b

3.5 Phương pháp 5:

Yêu cầu học sinh hoạt động nhóm tại nhà (bài tập về nhà)

Giao cho mỗi nhóm một bài khác nhau

Yêu cầu:

- Xác định bài toán

- Xây dựng ý tưởng

- Xây dựng thuật toán bằng hai cách: liệt kê, sơ đồ khối

- Trình bày vào giấy A0

Yêu cầu học sinh trình bày bằng thuyết trình trên lớp, mỗi học sinh trong nhóm một phần

3.6 Phương pháp 6

Cho thuật toán có thể là học sinh đã làm hoặc giáo viên hướng dẫn Yêu cầu học sinh đưa ra nhận định kết quả (Output) sau khi thực hiện thuật toán với Input

đã cho

Ví dụ 1: Tính tổng hai số nguyên a,b

a=2

b=4

6

Ví dụ 2: Tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên dương

N=10

Dãy số: 3, 5, 7, 4, 2, 1, 7, 8, 9, 4

9

Ví dụ 3: Kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương N

Ví dụ 4: Kiểm tra xem trong dãy có bao nhiêu số nguyên tố

N=10

Dãy số: 3, 5, 7, 4, 2, 1, 7, 8, 9, 4

6

Ví dụ 5 Tìm nghiệm của phương trình bậc hai: ax2 + bx + c = 0 (a ≠ 0)

0

4 VÍ DỤ ÁP DỤNG:

Ví dụ 1: cho hai số nguyên dương a và b Tìm tổng của hai số đó

Input: a, b

Output: s

Bước 1 xác định a, b Bước 2 tính tổng S = a + b

Bước 3 kết luận S

Nhập a,b

S = a + b

Kết luận S

Ví dụ 2: Tìm số lớn trong hai số a và b

Input:

a, b

Output:

kết luận

số lớn

Bước 1 xác định

a, b

Bước 2 nếu a>b

⇒ số lớn là a

Nếu a<b ⇒ số lớn

là b

Nếu a = b ⇒

không có số lớn

hơn

Bước 3 kết luận

Ví dụ 3 Tìm nghiệm phương trình bậc nhất: ax + b = 0

S Đ

Nhập a, b

a>b

Số lớn

là a

Số lớn

là b

Kết thúc