SKKN mô phỏng trực quan giúp học sinh hiểu một số thuật toán thông dụng khi dạy bài 4 SGK tin học 10

Môn Tin học là một môn học mới mẻ của học sinh THPT, học sinh chưa có khái niệm về công nghệ thông tin, khái niệm thuật toán trong các ngôn ngữ lập trình, vì vậy rất khó cho việc dạy và

Mục lục Mục Trang

A PHẦN MỞ ĐẦU

2

1 Thuật toán tìm giá trị lớn nhất của một dãy số 4

2 Thuật toán Kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương 5

3 Thuật toán Sắp xếp bằng phương pháp tráo đổi 6

A PHẦN MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Công nghệ thông tin là một ngành khoa học đang phát triển rất mạnh mẽ Sự bùng nổ thông tin trong thời đại ngày nay, tốc độ phát triển của công nghệ thông tin

đi đôi với sự phát triển của xã hội văn minh, hiện đại

Do đó người thầy cần phải tìm ra phương pháp dạy học tích cực hơn để tăng hiệu quả dạy và học Dạy học sinh cách chủ động, phương pháp học, cách học những điều mà thực tế đòi hỏi thay vì chuyển tải một lượng kiến thức quá nhiều đến mức chúng không thể nhớ nổi hoặc có nhớ lúc học, còn lúc cần vận dụng thì dể quên

Môn Tin học là một môn học mới mẻ của học sinh THPT, học sinh chưa có khái niệm về công nghệ thông tin, khái niệm thuật toán trong các ngôn ngữ lập trình, vì vậy rất khó cho việc dạy và học

Nhiều học sinh, phụ huynh còn nhiều bở ngỡ với môn tin học, chưa có định hướng và phương pháp tích cực để học tốt môn tin học

Có nhiều học sinh nhầm tưởng với việc học tin học là sử dụng thành thạo máy tính, nhưng chưa thực sự hiểu về lập trình

Trong quá trình giảng dạy môn Tin học 10, khi dạy Bài 4 “BÀI TOÁN VÀ

THUẬT TOÁN_ SGK Tin học 10” Trong bài này, học sinh cần nắm được khái

niệm thuật toán, các tính chất của thuật toán, cách biểu diễn thuật toán, hiểu được một số thuật toán thông dụng Đồng thời học sinh nắm bắt được phương pháp giải một bài toán trong tin học Hiểu và hình dung các bước của thuật toán để giải một bài toán trong tin học

Vậy làm thế nào để học sinh hiểu rõ và viết được thuật toán cho các bài toán

cơ bản ? đây là một việc không hề dễ đối với các em học sinh

Vì vậy tôi sử dụng phương pháp

“MÔ PHỎNG TRỰC QUAN GIÚP HỌC SINH HIỂU MỘT SỐ THUẬT

TOÁN THÔNG DỤNG KHI DẠY BÀI 4 SGK TIN HỌC 10 ”

2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Trong tin học, để giải một bài toán có thể có nhiều phương pháp khác nhau, hay một bài toán có thể được giải quyết bởi nhiều thuật toán khác nhau Nhưng việc quan trọng là phải tìm ra một thuật toán tối ưu nhất

Việc giúp cho học sinh hiểu sâu tầm quan trọng của thuật toán, nắm chắc và

có khả năng hiểu, tự mình viết được một số thuật toán cơ bản là nhiệm vụ quan trọng của giáo viên

Đề tài này nhằm mục đích giúp cho các em học sinh có thể hiểu và nắm chắc một số thuật toán cơ bản trong tin học một cách nhanh và hiệu quả bằng việc học thông qua các mô phỏng thuật toán trực quan

3 PHƯƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Viết sáng kiến kinh nghiệm thường xuyên liên tục cũng là nhiệm vụ của mỗi giáo viên, nhưng cần phải lựa chọn phương pháp nghiên cứu đúng đắn và phù hợp với nhà trường trung học phổ thông Sáng kiến kinh nghiệm đang trình bày được dựa theo các luận cứ khoa học hướng đối tượng cụ thể: thuyết trình, quan sát, ứng dụng, sưu tầm, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm, phù hợp với bài học và môn học

Trong nội dung sáng kiến này tôi tập trung vào đối tượng là học sinh 3 lớp: 11A1, 11A2,11A9 - Trường THPT Nông Cống 1( Trong đó có 2 lớp Ban khoa học

tự nhiên, 1 lớp Ban khoa học xã hội)

4 ĐIỂM MỚI TRONG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Sử dụng các phần mềm có sẵn như Powerpoint cùng các chức năng của nó để xây dựng các mô phỏng trực quan theo các bước của thuật toán từ đó giúp học sinh nắm bắt sâu hơn về các thuật toán thông dụng trong tin học

B PHẦN NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN

Học sinh đã nắm bắt được các khái niệm như khái niệm bài toán, khái niệm thuật toán và phương pháp biểu diễn thuật toán, bắt đầu học và hiểu được một số thuật toán thông dụng

II CƠ SỞ THỰC TIỄN

1 Thuật toán tìm giá trị lớn nhất của một dãy số.

Bài toán:

Cho một dãy số nguyên gồm N số a1,a2…an (N<250, ai<500)

Yêu cầu: Tìm giá trị lớn nhất của dãy số nguyên trên

Cho học sinh xác định bài toán:

Input: số nguyên N và dãy gồm N số nguyên a1,a2 an

Output: giá trị lớn nhất (max) của dãy số.

Giáo viên hướng dẫn, học sinh đưa ra ý tưởng giải quyết bài toán.

Trước khi cho học sinh tìm hiểu tìm hiểu thuật toán của bài này, giáo viên có thể đưa ra ý tưởng tìm số lớn nhất trong 12 số như sau:

- Thông thường trong lớp mỗi bên có 6 dạy bàn

- Vậy hai bên có 12 dãy bàn

- Giáo viên đặt ngẫu nhiên 12 con số khác nhau ở mỗi đầu bàn và yêu cầu học sinh đưa ra cách tìm số lớn nhất trong 12 số đó:

Vậy ta tìm theo quy luật nào?

- Bước 1: Giã sử số ở bàn đầu tiên là số lớn nhất

THUẬT TOÁN TÌM GIÁ TRỊ LỚN NHẤT CỦA MỘT DÃY SỐ NGUYÊN

INPUT: Sè nguyªn dư¬ng N vµ d·y N sè nguyªn a1, a2, …, aN (ai víi i: , aN (ai víi i:

1àN)

OUTPUT: Sè lín nhÊt (Max) cña d·y sè.

- Bước 2: Ta so sỏnh với số ở bàn thứ hai; nếu số ở bàn thứ hai lớn hơn thỡ ta đổi cho số ở bàn số 1; ngược lại thỡ bỏ qua; cứ tiếp tục như vậy ta so sỏnh đến số cuối cựng sẽ thu được số cú giỏ trị lớn nhất trong dóy

Trờn đú là hai bước cơ bản để định hướng cho học sinh biết cỏch tỡm ra số lớn nhất trong một dóy số

THUẬT TOÁN TèM GIÁ TRỊ LỚN NHẤT CỦA MỘT DÃY SỐ NGUYấN

ý tởng :

- Khởi tạo giá trị Max=a1.

- Lần lợt với i từ 2 đến n, so sánh giá trị số hạng ai với giá trị Max.

Nếu ai> Max thì Max nhận giá trị mới là ai.

2 Thuật toỏn Kiểm tra tớnh nguyờn tố của một số nguyờn dương.

Phỏt biểu bài toỏn: Cho số nguyờn dương N (0<N<32767)

Yờu cầu: Kiểm tra N cú phải là số nguyờn tố khụng?

Giỏo viờn hướng dẫn học sinh xỏc định bài toỏn và nờu ý tưởng để giải quyết bài toỏn:

í TƯỞNG:

Giỏo viờn: Hóy nờu định nghĩa số nguyờn tố và cho biết phương phỏp để kiểm tra

tớnh nguyờn tố của số nguyờn dương N bất kỡ?

Học sinh nờu ý tưởng:

- Nếu N=1 Thỡ khụng là số nguyờn tố

- Nếu 1<N<4 thỡ N là số nguyờn tố

- Nếu N>=4 và khụng cú ước số trong phạm vi từ 2 đến phần nguyờn căn bậc hai của N thỡ N là số nsguyờn tố

3 Thuật toỏn Sắp xếp bằng phương phỏp trỏo đổi

THUẬT TOÁN KIỂM TRA TÍNH NGUYấN TỐ CỦA MỘT SỐ NGUYấN

XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN:

INPUT: N là số nguyờn dương (0<N<=32765).

OUTPUT: “N là nguyờn tố” hoặc “N khụng là nguyờn tố”.

Phát biểu bài toán: Cho dãy số nguyên gồm N số nguyên a1,a2…an (N<250,

ai<500)

Yêu cầu: Hãy sắp xếp dãy số trên thành dãy số tăng dần.

Giáo viên hướng dẫn học sinh xác định bài toán và nêu ý tưởng:

* Giáo viên có thể đưa ra một ví vụ minh họa như: Có hai cốc nước đầy mầu khác nhau, em hãy tìm cách đỗ nước từ cốc này sang cốc kia

GV hướng dẫn: Ta phải sử dụng cốc trung gian

II GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

Các thuật toán cần được diễn đạt bằng cách viết theo các bước tuần tự hoặc vẽ

sơ đồ khối, sau đó dùng các mô phỏng trực quan trên những ví dụ cụ thể

1 Thuật toán tìm giá trị lớn nhất của một dãy số.

THUẬT TOÁN SẮP XẾP BẰNG TRÁO ĐỔI XÁC ĐỊNH BÀI TOÁN:

INPUT: Dãy số A gồm N số nguyên a1,a2,…an.

OUTPUT: Dãy A được sắp xếp thành dãy tăng dần.

THUẬT TOÁN SẮP XẾP BẰNG TRÁO ĐỔI

Ý TƯỞNG:

Với mỗi cặp số hạng đứng liền kề trong dãy, ta xét:

Nếu số trước lớn hơn số sau thì hoán đổi vị trí chúng cho nhau

Lặp lại công việc đó, cho đến khi không có sự đổi chổ nào xảy ra nữa (sau mỗi lần đổi chổ, giá trị lớn nhất của dãy A sẽ được chuyển dần về cuối

dãy)

Cách 1 Liệt kê các b ớc

B1: Nhập N và dãy a1,…, aN;

B2: Max  a1; i  2;

B3: Nếu i > N, đ a ra giá trị Max rồi kết thúc;

B4:

B ớc 4.1: Nếu ai > Max thỡ Max  ai;

B ớc 4.2: i  i+1 rồi quay lại B3.

D

S S

Nhập N và dãy a1,…,aN

Max  a1 ; i  2

i > N ?

a i > Max ?

Max  a i

i  i + 1

đ a ra Max rồi kết thúc

B1: Nhập N và dãy a 1 ,…,a N ;

B2: Max  a 1 ; i  2;

B3: Nếu i > N th ỡ đ a ra giá trị Max rồi kết thúc;

B4 : 4.1: Nếu a i > Max th ỡ Max  a i ; 4.2: i  i + 1 rồi quay lại B3.

Cách 2: Sơ đồ khối

D

Mụ phỏng trờn vớ dụ cụ thể như sau

Tìm ra kết quả (output)

2. Thuật toán kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương.

Nhập N

N =1 ?

N < 4 ?

i  2

i>[N ] ?

N có chia hết cho i ?

i  i +1

Thông báo N là số nguyên tố rồi kết thúc.

Thông báo N không

là số nguyên tố rồi

kết thúc

D S

S

D

S S

D

Đ

Vẽ sơ đồ khối

Biểu diễn thuật toỏn bằng cỏch vẽ sơ đồ khối

Trực quan bằng Powerpoint

Không Không

Không Không

Chia hết

không?

29/5 29/4

29/3 29/2

N/i

5 4

3 2

i

Chia hết Không

Chia hết

không?

45/3 45/2

N/i

3 2

nguyên tố.

29 là số nguyên tố.

Tr ờng hợp 2: N = 29 ([ 29 ] = 5)

Tr ờng hợp 1: N = 45 ([ 45 ] = 6)

Mô phỏng thuật toán kiểm tra tính nguyên tố

Xõy dựng vớ dụ với nhiều bộ input khỏc nhau

3 Thuật toỏn sắp xếp bằng phương phỏp trỏo đổi

Cách 1: Liệt kê các b ớc

B1: Nhập N, các số hạng a 1 , a 2 ,…, a N ;

B2: M  N;

B3: Nếu M < 2 thỡ đ a ra dãy A đã sắp xếp rồi kết thúc; B4: M  M – 1; i  0;

B5: i  i +1;

B6: Nếu i > M thỡ quay lại B3;

B7: Nếu a i > a i+1 thỡ tráo đổi a i và a i+1 cho nhau;

B8: Quay lại B5.

Cỏch 2: Sơ đồ khối

Nhập N và

a 1 , a 2 , , a N

M  N

M < 2 ?

M  M - 1; i  0

i  i + 1

i > M ?

a i > a i+1 ?

Tráo đổi

a i và a i+1

IN A đã sắp xếp rồi kết thúc

Đ

D

D

S

S

S

Cách 2

Vẽ sơ đồ khối

C KẾT QUẢ SAU KHI THỰC HIỆN NHƯ SAU

Đề tài được ỏp dụng khi giảng dạy với đối tượng là học sinh cỏc lớp 11A1, 11A4,11A9 trường THPT Nụng Cống 1; với kết quả là

Kết quả này phản ỏnh đỳng thực tế năng lực của từng loại đối tượng học sinh( Lớp 11A1, 11A4 là lớp khối A; lớp 11A9 lớp khối C)

Trờn đõy tụi xin trỡnh bày một số thuật toỏn theo phương phỏp mụ phỏng trực quan nhằm giỳp học sinh cú thể hiểu về thuật toỏn và xõy dựng thuật toỏn dễ dàng hơn;

Bài toỏn cũn nhiều, thuật toỏn thỡ đa dạng mong bạn đọc, đồng nghiệp gúp ý

và xõy dựng thờm

D KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT

Sau khi thực hiện nghiên cứu và thử nghiệm trong năm học 2017- 2018 tôi thấy cần có thời gian nhiều hơn để thử nghiệm, vì vẫn còn có một số học sinh chưa đạt yêu cầu

Tin học là một môn học mới mẻ của học sinh THPT và không thuộc môn khối của học sinh, do đó đa số học sinh trong trường không chú tâm học, vì vậy rất khó cho việc dạy và học

Cần phải có thời gian nhiều hơn cho lý thuyết và thực hành, vì theo phân phối chương trình như hiện thời gian giảng dạy còn ít, học sinh chưa nắm bắt được

lý thuyết cũng như thực hành

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình, không sao chép nội dung của người khác

Tác giả

ĐỖ CẢNH TOÀN

E TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Sách giáo khoa Tin học 10 - Hồ Sĩ Đàm.

2 Sách giáo viên Tin học 10,11 của Bộ GD&ĐT phát hành

3 Tài liệu bồi dưỡng giáo viên Tin học 10

4 Chuẩn kiến thức môn Tin học

5 Giải bài toán trên máy tính như thế nào – Hoàng Kiếm

6 Phương pháp giải các bài toán trong tin học - Trần Đức Huyên

7 Cấu trúc dữ liệu và giải thuật của Đỗ Xuân Lôi

8 Ngôn ngữ lập trình Pascal của Quách Tuấn Ngọc