SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 6 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI SỬ DỤNG KĨ THUẬT ĐẶT CÂU HỎI VÀO BÀI 4 “BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN” NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC
Trang 1
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 6
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI
SỬ DỤNG KĨ THUẬT ĐẶT CÂU HỎI VÀO BÀI 4 “BÀI TOÁN
VÀ THUẬT TOÁN” NHẰM TÍCH CỰC HÓA HOẠT ĐỘNG HỌC
TẬP CỦA HỌC SINH KHỐI 10 THPT.
Người thực hiện: Lê Thị Thúy Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc lĩnh vực: Tin học
THANH HOÁ, NĂM 2018
Trang 2I PHẦN MỞ ĐẦU
1 Lý do chọn đề tài
2 Mục đích nghiên cứu
3 Đối tượng nghiên cứu
4 Phương pháp nghiên cứu
II NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
1 Cơ sở lí luận của SKKN
2 Thực trạng của vấn nghiên cứu
3 Giải pháp thực hiện
3.1 Xây dựng hệ thống câu hỏi gợi mở
3.2 Ví dụ vận dụng
3.3 Xây dựng tiết giáo án mẫu nhằm rèn luyện kỹ năng xây dựng thuật toán và tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh (tiết 1) 4 Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường
III KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
1 Kết luận …
2 Kiến nghị ………
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 1 1 2 2
2 2 3 3 3 4 11 14
15 15 15 16
Trang 3CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TT Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ
Trang 4I PHẦN MỞ ĐẦU:
1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI:
Tin học đang phát triển ngày càng nhanh và trở thành nhân tố vô cùng cần thiết trong mọi lĩnh vực Trong đó, tin học được sử dụng phổ biến và quan trọng trong giáo dục Tin học được đưa vào chương trình học và hỗ trợ giảng dạy Cả trong công việc và đời sống, Tin học luôn chứng minh được tầm quan trọng của
nó Tin học là môn bắt buộc cho mọi đối tượng học sinh THPT, không phân hóa theo chuyên ban, được dạy cho cả 3 lớp 10, 11, 12 Đối với các em học sinh, có
thể nói đây là một “hành trang” để giúp các em vững bước đi tới tương lai
-tương lai của một thế hệ công nghệ số
Khi giảng dạy Tin học 10, ta thấy thuật toán và tư duy thuật toán là một nội dung quan trọng hình thành văn hóa tin học phổ thông xuyên suốt toàn cấp THPT và là vấn đề khó cần đưa dần từng bước ngay ở lớp 10 để học sinh có điều kiện tiếp thu nhanh hơn ở lớp 11 SGK đã đưa vào một số thuật toán được trình bày một cách tường minh, có hệ thống Mỗi thuật toán đều được trình bày khá chi tiết về: ý tưởng, mô tả dưới dạng liệt kê, sơ đồ khối và ví dụ mô phỏng việc thực hiện thuật toán Nội dung bài 4 “Bài toán và thuật toán” là nội dung khó với các em học sinh, đòi hỏi khả năng tư duy logic, tinh thần tự giác, chủ động, tinh thần hợp tác nhóm Để học sinh phát triển năng lực tư duy, khả năng suy luận hợp lý, xác định đúng bài toán, liên hệ phương pháp giải một bài toán trong toán học với thuật giải bài toán tin học thì người giáo viên đóng vai trò vô cùng quan trọng Việc thiết kế hệ thống câu hỏi và sử dụng câu hỏi trong dạy học Tin học nhằm tích cực hóa người học, góp phần hình thành phương pháp tự học và làm việc có kế hoạch, khoa học, chủ động, linh hoạt, sáng tạo Vì vậy, để giúp các em phát huy tính tích cực, khả năng tư duy logic, có định hướng đúng,
có niềm đam mê về tin học, về nghề nghiệp mà các em chọn sau này tôi đã chọn
đề tài:
Sử dụng kĩ thuật đặt câu hỏi vào bài 4 “Bài toán và thuật toán” nhằm tích cực hóa hoạt động học tập của học sinh khối 10 THPT.
2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU:
Qua đề tài này giúp HS:
- Hiểu đúng khái niệm bài 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
- Giúp học sinh hiểu được 2 khái niệm then chốt là “bài toán” và “thuật toán”,
nắm được các tính chất của thuật toán và cách diễn tả thuật toán bằng 2 cách: liệt kê và sơ đồ khối
- Giúp các em có được hướng giải quyết bài toán một cách đơn giản Qua đó, hình thành một số kĩ năng chuẩn bị tiếp thu việc học ngôn ngữ lập trình: cách dùng biến, khởi tạo giá trị biến
- Giúp cho học sinh có cái nhìn trực quan sinh động hơn đối với môn Tin học
Trang 5- Rèn luyện cho học sinh có tư duy khoa học, logic, tác phong sáng tạo, say mê môn học
3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:
- Học sinh các lớp 10C1, 10C2, 10C3, 10C4 trường THPT Triệu Sơn 6
- Phạm vi nghiên cứu : Bài 4 - sgk Tin học 10: “Bài toán và thuật toán”
4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU:
- Nghiên cứu tư liệu để xây dựng cơ sở lí luận của đề tài nghiên cứu
- Vận dụng kinh nghiệm giảng dạy học sinh để đặt ra các câu hỏi cho học sinh khi xây dựng các thuật toán cho các bài toán trong tin học
- Khi đưa ra một bài toán thì việc phát hiện cách giải quyết vấn đề là hết sức cần thiết Việc giáo viên đặt các câu hỏi gợi mở, dẫn dắt học sinh để giúp các em thực hiện các công việc sau:
- Tìm hiểu nội dung đề bài (giúp cho người đọc thấy được yêu cầu của bài
toán)
+ Phát biểu lại bài toán để có thể hiểu rõ hơn (nếu cần)
+ Xác định các dữ kiện vào (Input), ra (Output)
- Xây dựng ý tưởng giải thuật
+ Tìm tòi, phát hiện cách giải nhờ khả năng tư duy kết hợp với hệ thống giải thuật được cung cấp
+ Thể hiện ý tưởng thông qua việc liệt kê các bước giải hoặc dùng sơ đồ khối
II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
1 CƠ SỞ LÍ LUẬN:
Trong dạy học theo phương pháp cùng tham gia, GV thường phải sử dụng câu hỏi để gợi mở, dẫn dắt HS tìm hiểu, khám phá thông tin, kiến thức, kĩ năng mới, để đánh giá kết quả học tập của HS; HS cũng phải sử dụng câu hỏi để hỏi lại, hỏi thêm GV và các HS khác về những nội dung bài học chưa sáng tỏ Sử dụng câu hỏi có hiệu quả đem lại sự hiểu biết lẫn nhau giữa HS và GV và giữa
HS với HS Kĩ năng đặt câu hỏi càng tốt thì mức độ tham gia của HS càng nhiều; HS sẽ học tập tích cực hơn
Câu hỏi được thiết kế và sử dụng như thế nào thì tích cực hóa người học Với mục đích: hướng dẫn học sinh tự phát hiện vấn đề của bài học rồi tổ chức cho học sinh huy động những hiểu biết của bản thân (hoặc nhóm) để thiết lập mối quan hệ giữa vấn đề mới, phát hiện với những kiến thức thích hợp đã biết từ
đó tự tìm cách giải quyết vấn đề Hệ thống câu hỏi khoa học giúp học sinh tự phát hiện ra mối liên hệ
Mục đích sử dụng câu hỏi trong dạy học là để:
+ Kích thích, dẫn dắt HS suy nghĩ, khám phá tri thức mới, tạo điều kiện cho
HS tham gia vào quá trình dạy học
+ Kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ năng của HS và sự quan tâm, hứng thú của các em đối với nội dung học tập
+ Thu thập, mở rộng thông tin, kiến thức
Trang 6Khi đặt câu hỏi cần đảm bảo các yêu cầu sau:
Câu hỏi phải liên quan đến việc thực hiện mục tiêu bài học
Ngắn gọn, rõ ràng, dễ hiểu
Đúng lúc, đúng chỗ
Phù hợp với trình độ HS
Kích thích suy nghĩ của HS
Phù hợp với thời gian thực tế
Sắp xếp theo trình tự từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp
Không ghép nhiều câu hỏi thành một câu hỏi móc xích
Không hỏi nhiều vấn đề cùng một lúc
2 THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:
- Thực tế môn học: Đây là một môn học công cụ, có tính trừu tượng và tính thực tiễn phổ dụng Mặt khác, Tin học cũng là môn học mới trong chương trình phổ thông Thời lượng dạy học theo phân phối chương trình của bài 4 là 5 tiết (4 tiết
lí thuyết và 1 tiết bài tập)
- Tâm lí chung của các em là học Tin học là được học sử dụng máy tính, chơi game, xem phim, nghe nhạc, sử dụng phần mềm MS Word, phần mềm trình diễn Powerpoint,…những phần này thì chỉ yêu cầu học sinh thực hiện thao tác lặp đi lặp lại nhiều lần rồi ghi nhớ Nhưng khi học đến bài 4, đây là nội dung khó, SGK đã lựa chọn các bài toán điển hình ở dạng đơn giản nhất trong tin học
là sắp xếp và tìm kiếm Các thuật toán giải các bài toán đó được trình bày khá kĩ lưỡng, từ dễ đến khó qua từng thuật toán
- Bên cạnh đó nhiều em còn có tư tưởng đây là môn phụ nên các em không chú tâm vào học dẫn đến kết quả học môn Tin còn thấp
- Điều kiện cơ sở vật chất chưa đáp ứng tốt phục vụ cho việc giảng dạy bộ môn
- Một số bộ phận học sinh chưa được làm quen với máy tính ở trường trung học cơ sở, nên kĩ năng thực hành trên máy với các em rất lúng túng
3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN:
3.1 Xây dựng hệ thống câu hỏi gợi mở:
Việc xây dựng câu hỏi gợi mở để dẫn dắt vấn đề, giải quyết vấn đề là hết sức cần thiết Đây là bước khởi đầu giúp học sinh đưa ra ý tưởng giải quyết vấn đề
Xây dựng câu hỏi gợi mở dựa vào căn cứ sau:
- Căn cứ vào yêu cầu của từng hoạt động trong bài học
- Căn cứ vào tiến trình thực hiện của giáo viên
- Căn cứ vào năng lực học tập của học sinh
- Căn cứ vào lượng kiến thức có liên quan và những vướng mắc có thể của học sinh trong quá trình giải quyết bài toán
- Căn cứ vào phương tiện thiết bị hỗ trợ
Trang 73.2 Ví dụ vận dụng:
* Hoạt động 1: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Bài toán" trong Tin học:
- Giới thiệu khái niệm Bài toán trong Tin học
Trong phạm vi Tin học, “Bài toán là một việc nào đó ta muốn máy tính thực
hiện”.
Ví dụ 1: Giải phương trình bậc 2 tổng quát: ax2+ bx+ c= 0 (a 0)
Ví dụ 2: Bài toán tìm ước chung lớn nhất của 2 số nguyên dương
Ví dụ 3: Bài toán kiểm tra tính nguyên tố
Ví dụ 4: Bài toán xếp loại học tập của một lớp
Khi dùng máy tính giải bài toán là, ta cần quan tâm đến 2 yếu tố:
+ Đưa vào máy thông tin gì (input);
+ Cần lấy ra thông tin gì (output);
- GV Hỏi: Em hãy xác định input và output của các ví dụ trên.
Học sinh trả lời:
VD 1 Các số thực a, b, c (a ≠ 0) Tất cả các số thực x thỏa mãn
ax2+ bx+ c= 0
VD 2 2 số nguyên dương M và N Ước chung lớn nhất của M và N
VD 3 Số nguyên dương N “N là số nguyên tố” hoặc “N không
là số nguyên tố”
VD 4 Bảng điểm của học sinh trong
lớp
Bảng xếp loại học lực
*Hoạt động 2: Giúp học sinh hiểu rõ khái niệm "Thuật toán" trong Tin học:
- GV hỏi: 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
- 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 dãy các 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;
+ B ước 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 tả các 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:
Trang 8+ Khối hình oval: thể hiện thao tác nhập, xuất dữ liệu;
+ Khối hình chữ nhật: thể hiện thao tác tính toán
+ Khối hình thoi: thể hiện thao tác so sánh
+ Các mũi tên: quy định trình tự thực hiện các thao tác;
*Hoạt động 3: Giới thiệu và hướng dẫn học sinh mô tả, biểu diễn thuật toán của một số bài toán điển hình.(Trọng tâm)
Bài toán 1: Giải phương trình bậc 2 tổng quát : ax2+bx+c = 0 ( a ≠ 0)
- Giáo viên yêu cầu học sinh xác định Input và Output của bài toán:
+ Input: 3 hệ số a,b,c
+ Output: Nghiệm của phương trình
- Gv hỏi: các em nêu cách tính ?
- Hs trả lời: = b2- 4ac;
- Gv hỏi: Các em xét các trường hợp của ; Nếu < 0 thì phương trình như thế nào? Nếu = 0 thì phương trình như thế nào? Nếu > 0 thì phương trình như thế nào?
- Hs trả lời:
- Giáo viên hướng dẫn hs liệt kê từng bước tương ứng để giải bài toán Sau đó, vừa trình chiếu từng bước của thuật toán vừa vấn đáp học sinh (dùng hiệu ứng xuất hiện phù hợp)
Cách 1: Liệt kê từng bước
- Bước 1: Bắt đầu
- Bước 2: Nhập 3 hệ số a,b,c
- Bước 3: Tính biệt số = b2- 4ac
- Bước 4: Nếu < 0 thông báo phương trình vô nghiệm rồi kết thúc
- Bước 5: Nếu = 0 thông báo phương trình có nghiệm kép x b
2a
rồi kết thúc
- Bước 6: Nếu > 0 thông báo phương trình có 2 nghiệm x1,x2= b
2a
, rồi kết thúc
- Bước 7: Kết thúc
Trang 9Cách 2: Biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối
(Sơ đồ 1)
Bài toán 2: Kiểm tra tính nguyên tố của một số tự nhiên N
- GV hỏi: Lấy ví dụ về số nguyên tố?
- Hs trả lời: Ví dụ về số nguyên tố : 2,3,5,7,11,13,17…
- GV hỏi: số nguyên tố có tính chất gì?
- Hs trả lời: Số nguyên tố là số có ước là 1 và chính nó *
- Ví dụ Số 223 có phải là số nguyên tố không?
- Hs trả lời: “đúng” vì nó thỏa mãn tính chất trên (*)
Giáo viên lưu ý phân tích cho học sinh hiểu: Muốn kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương N, ta chỉ cần xét xem nó có các ước trong khoảng từ 2 đến phần nguyên căn bậc 2 của nó ( kí hiệu là N
) Nếu N không chia hết cho
số nào trong khoảng này chứng tỏ N không nguyên tố
Giáo viên bắt đầu trình chiếu 2 cách biểu diễn thuật toán và giải thích ý nghĩa từng biến dùng trong thuật toán:
Cách 1: Liệt kê các bước
-Bước 1: Nhập số tự nhiên N
-Bước 2: Nếu N=1 thì N không là số nguyên tố
-Bước 3: Nếu 1<N< 4 thông báo N là số nguyên tố
-Bước 4: i2
Đ
Đ
Nhập a, b,c (a<>0)
= b*b – 4*a*c;
< 0
S
= 0
Thông báo pt vô nghiệm rồi kết thúc
Thông báo pt có nghiệm kép rồi kết thúc;
Thông báo pt có 2 nghiệm phân biệt rồi kết thúc;
S
Trang 10-Bước 5: Nếu i N
thì thông báo N là số nguyên tố rồi kết thúc -Bước 6: Nếu N chia hết cho i thì thông báo N không là số nguyên tố rồi kết thúc
-Bước 7: i i+1 rồi quay lại Bước 5
Cách 2: Biểu diễn bằng sơ đồ khối
Bài toán 3: Tìm Max của một dãy số gồm N số nguyên a 1 , a 2 , a 3 ,…, a n
- GV hỏi: Các em xác định Input và output của bài toán?
- Hs trả lời:
+ Input: Số nguyên dương N, và dãy số nguyên a 1 , a 2 , a 3 ,…, a n
+ Output: Giá trị lớn nhất (Max) của dãy số trên;
Ý tưởng:
- Khởi tạo giá trị Max = a1
- Lần lượt với i từ 2 đến N, so sánh giá trị số hạng ai với Max, nếu
ai >Max thì gán Max bằng ai.
- GV hỏi: Biến i là biến chỉ số và có giá trị nguyên thay đổi từ giá trị 2 đến bao nhiêu?
- GV hỏi: Vì sao ta lại khởi tạo Max = a1? Ta có thể dùng bất kì số hạng nào của dãy để khởi tạo cho biến Max được không?
GV Trình chiếu thuật toán:
Cách 1: Liệt kê các bước
-Bước 1: Nhập N và dãy số nguyên a1, a2, a3,…, an
-Bước 2: Max a , i 2
Nhập N
N=1 ?
N<4 ?
i N
N có chia hết cho i không?
Thông báo N không là số
nguyên tố rồi kết thúc
i2
Thông báo N là SNT rồi kết thúc
Đ
S
Đ
S
Đ
ii+1
S Đ
S
Trang 11-Bước 3: Nếu i > N thì đa ra giá trị Max rồi kết thúc.
-Bước 4:
4.1: Nếu ai > Max thì Max ai
4.2: i i+1 rồi quay lại Bước 3
Cách 2: Biểu diễn bằng sơ đồ khối
Bài toán 4: Dùng thuật toán sắp xếp bằng tráo đổi để sắp xếp dãy số a 1 ,a 2 ,
…,a n theo thứ tự không giảm.
Ý tưởng: - Duyệt từ đầu dãy đến cuối dãy, nếu gặp một số ai >ai+1 thì đổi chỗ 2
số cho nhau.Tức là số đứng sau phải luôn lớn hơn hay bằng số đứng trước, giống như học sinh xếp hàng phải tuân theo quy tắc bé đứng trước lớn đứng sau
Như vậy ta phải duyệt dãy số nhiều lần, mỗi lần sẽ đưa được ít nhất một
số về đúng vị trí của nó
Giáo viên lại tiếp tục trình chiếu và hướng dẫn học sinh 2 cách biểu diễn thuật toán
Cách 1: Liệt kê các bước
Bước 1: Nhập số lượng các số hạng trong dãy (N) và các số cụ thể a1,a2,
…,an
Bước 2: MN
Bước 3: Nếu M< 2 đa ra dãy số đã sắp xếp
Bước 4: MM-1, i0
Bước 5: ii+1
Bước 6: Nếu i>M quay lại Bước 2
Bước 7: Nếu ai >ai+1 thì tráo đổi ai và ai+1 cho nhau;
Nhập n và dãy a 1 ,a 2 ,
…,a n
Maxa 1 , i 2
i >N?
a i >Max?
Maxa i
i i + 1
Đa ra Max và kết thúc
Đ S
Đ S