Tiet8_15tin 10

 Xây dựng được thuật toán giải một số bài toán đơn giản bằng sơ đồ khối và liệt kê theo từng bước, qua đó hình thành một số kĩ năng chuẩn bị tiếp thu việc học ngôn ngữ lập trình.. Khái

Trang 1

Trường THCS&THPT Bến Quan Giáo án chuyên đề Tin học 10

BÀI TOÁN VÀ THUẬT TOÁN

I NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

1 Mô tả chuyên đề

Chuyên đề bao gồm bài toán và thuật toán, các thuật toán tìm kiếm, sắp xếp và bài tập liên quan (tiết 8-15)

2 Mạch kiến thức

 Khái niệm bài toán và thuật toán

 Các cách biểu diễn thuật toán (Liệt kê và sơ đồ khối), các kí hiệu biểu diễn sơ đồ khối

 Các thuật toán tìm kiếm sắp xếp

 Bài tập về thuật toán

3 Thời lượng- Kỷ thuật dạy học sử dụng theo tiết

8 Bài toán và thuật toán - Tiết 1

9

Bài toán và thuật toán - Tiết 2

(Các cách thức diễn tả thuật toán, Ví dụ tìm giá trị lớn

(Các tính chất của thuật toán, Ví dụ tùy chọn) Bài báo cáo

12 Bài toán và thuật toán - Tiết 5(Ví dụ bài toán sắp xếp) Bài báo cáo

13 Bài tập thuật toán - Tiết 6

II TỔ CHỨC DẠY HỌC CHUYÊN ĐỀ

1.Mục tiêu chuyên đề

1 Kiến thức

 Khái niệm về Bài toán và Thuật toán

 Biết Input và Output của mỗi bài toán đưa ra

 Học sinh hiểu cách biểu diễn thuật toán bằng sơ đồ khối và bằng liệt kê từng bước

 Học sinh hiểu và viết được một số thuật toán thông dụng

 Hiểu được thuật toán tìm kiếm tuần tự,

 Biết cách giải quyết một bài toán tìm kiếm một giá trị cho trước trong một dãy số

2 Kỹ năng

 Xác định Input và Output của bài toán

 Xây dựng được thuật toán giải một số bài toán đơn giản

 Xây dựng được thuật toán giải một số bài toán đơn giản bằng sơ đồ khối và liệt kê theo từng bước, qua đó hình thành một số kĩ năng chuẩn bị tiếp thu việc học ngôn ngữ lập trình

 Tập làm quen với kỷ năng tư duy với thuật toán của bài toán

 Làm quen dần với cách tư duy về biến, thay đổi biến trong một số bài toán

Trang 2

3 Thái độ

 Chú ý nghe giảng, hăng hái phát biểu ý kiến

 Có thái độ học tập nghiêm túc

 Yêu thích bộ môn

2 Đề xuất năng lực hướng tới:

Qua chuyên đề có thể hướng tới hình thành và phát triển năng lực:

 Năng lực tự học

 Năng lực hoạt động theo nhóm, thuyết trình

 Năng lực đọc hiểu

 Vận dụng xây dựng được các giải thuật, hướng tới xây dựng tư duy lập trình logic

II LẬP BẢNG MÔ TẢ YÊU CẦU CẦN ĐẠT

Nội

dung hỏi/bài tập Loại câu Nhận biết Thông hiểu Vận dụng thấp Vận dụng cao

1 Khái

niệm

bài

toán

thuật

toán

Câu hỏi/bài tập định tính

HS biết khái niệm, bài toán, thuật toán

Câu hỏi:

ND1.DT.NB.*

-hiểu được khái niệm thuật toán

Câu hỏi:

ND1.DT.TH.*

Bài tập định lượng

Đưa ra được Input output của mỗi bài toán

Câu hỏi:

ND1.DL.VDT.*

Bài tập thực hành

2 Diễn

tả và

tính

chất

thuật

toán

Biết thuật toán

có 2 cách biểu diễn, biết các

kí hiệu để biểu diễn sơ đồ khối

Câu hỏi:

ND2.DT.NB.*

Biết sử dụng kí hiệu để vẽ sơ đồ khối, biết sử dụng cách liệt

kê để biểu diễn

thuật toán Câu hỏi:

ND2.DL.TH.*

Bài tập thực hành 3

Thuật

toán

đơn

giản

- Biết vẽ sơ đồ khối bài toán đơn giản

Câu hỏi:

ND3.DT.TH.*

GV: Hà Thị Thanh Hà

2

Trang 3

định lượng

thuật toán

Câu hỏi:

ND3.DL.TH.*

thuật toán đơn giản

Câu hỏi:

ND3.DL VDT*

thuật toán

Câu hỏi:

ND3.DL VDC*

4

Thuật

toán

sắp

xếp

Biết khái niệm sắp xếp

Câu hỏi:

ND4.DT.NB*

Biết được bài toán sắp xếp

Câu hỏi:

ND4.DT.TH*

Viết được thuật toán sắp xếp tráo đổi bằng liệt kê

và sơ đồ khối, mô phỏng thuật toán

sắp xếp

Câu hỏi:

ND4.DL.VDT*

Biết sử dụng thuật toán sắp xếp giải quyết bài toán khác

Câu hỏi:

ND4.DL.VDC*

5 Bài

toán

tìm

kiếm

Biết khái niệm tìm kiếm

Câu hỏi:

ND5.DT.NB*

Biết được bài toán tìm kiếm

Câu hỏi:

ND5.DT.TH*

Viết được thuật toán tìm kiếm tuần tự bằng liệt

kê và sơ đồ khối,

mô phỏng thuật toán tìm kiếm

Câu hỏi:

ND5.DL.VDT*

Biết sử dụng thuật toán tìm kiếm giải quyết bài toán khác

Câu hỏi:

ND5.DL.VDC*

6 Bài

tập

tổng

hợp

Biết đưa ra input output bài toán

Câu hỏi:

ND6.DT.TH*

Viết được một số thuật toán đơn giản

Câu hỏi:

ND6.DL.VDT*

Viết được một số thuật toán giải quyết các vấn đề phức tạp

Câu hỏi:

ND6.DL.VDC*

III CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH

1/ Giáo viên: Sách giáo khoa, giáo án, máy tính.

2/ Học sinh: Sách giáo khoa, vở ghi chép, bài báo cáo thảo luận của nhóm

Trang 4

IV PHƯƠNG PHÁP & KỸ THUẬT DẠY HỌC

 Phương pháp đặt vấn đề, vấn đáp, dạy học theo dự án, thảo luận nhóm

 Kĩ thuật đặt câu hỏi

 Kĩ thuật giao nhiệm vụ

V TIẾN TRÌNH LÊN LỚP:

Hoạt động 1 khởi động

GV: Yêu cầu học sinh thảo luận để đưa ra cách giải quyết các bài toán sau:

1 Tìm nghiệm của phương trình bậc nhất ax+b= 0

2 Viết chương trình quản lý điểm của học sinh

3 Tìm UCLN của hai số nguyên dương a và b

4 Tìm cách giảm giá thành sản phẩm

5 Kiểm tra một số nguyên dương có phải là số nguyên tố hay không?

6 Tìm số học sinh có điểm trung bình môn toán dưới 5

Hs: Thực hiện theo yêu cầu

GV: Dẫn dắt để đưa ra khái bài toán và thuật toán

Hoạt động 2.1: Hình thành kiến thức về khái niệm bài toán và thuật toán

GV: Nhận xét các đáp án, sau đó đặt ra

câu hỏi cho hs thế nào là bài toán?

GV: Giải thích các yếu tố của bài toán

Yêu cầu các nhóm tiến hành đưa ra Input

Output từ các ví dụ đã phát

HS: Thực hiên

GV: Nhận xét đánh giá và chốt lại

I Bài toán và thuật toán Khái niệm: Bài toán là những việc mà con người muốn máy

tính thực hiện

Các yếu tố của một bài toán:

Khi máy tính giải bài toán cần quan tâm đến hai yếu tố:

 Input: Thông tin đưa vào máy

 Output: Thông tin muốn lấy ra từ máy

Ví dụ: Các ví dụ SGK trang 32

 Bài toán tìm UCLN của hai số nguyên dương

 Input: 2 số nguyên dương A,B

 Output: UCLN của hai số A, B

 Bài toán kiểm tra số nguyên tố:

 Input: số nguyên dương N

 Output: N là số nguyên tố hoặc N không là số nguyên tô

 Bài toán tìm nghiệm của phương trình bậc hai ax2 + bx + c =

0 (a ≠ 0)

 Input: Các số thực a, b, c (a ≠ 0)

 Output: Nghiệm x của phương trình

 Bài toán xếp loại học tập của một lớp

 Input: Bảng điểm của học sinh trong lớp

 Output: Bảng xếp loại học tập

Hoạt động 2.2: Hình thành kiến thức về thuật toán

GV chuyển vấn đề: Nhưng muốn máy

tính từ Input cho ra Output thì cần phải

hướng dẫn các thao tác cho máy tính thực

hiện

GV: Đưa ra một ví dụ đơn giản liệt kê

các bước theo thứ tự cần thực hiện để nấu

II Khái niệm thuật toán

Ví dụ: Liệt kê các bước nấu cơm (bằng lửa) {Input: Gạo, củi}

Nấu cơm :

- Vo gạo

- Chuẩn bị lửa

4

Trang 5

cơm

GV: Ta có thể đảo thứ tự các bước trên

được không?

HS: Trả lời

Từ đó dẫn đến khái niệm thuật toán

GV: Phân tích ba điểm quan trọng nhất

trong định nghĩa thuật toán dựa vào ví dụ:

dãy hữu hạn các thao tác, sắp xếp theo

một trình tự xác định, từ Input cho ra

Output

HS: Theo dõi, ghi bài.

- Đặt nồi lên bếp

- Nấu, canh giờ

- Kết thúc {Output: Nồi cơm chín}

*Khái niệm thuật toán:

 Là một dãy hữu hạn các thao tác

 Các thao tác được sắp xếp theo một trình tự xác định

 Sau khi thực hiện dãy thao tác ấy, từ Input ta nhận được Output của bài toán

Tác dụng của thuật toán: dùng để giải một bài toán

Hoạt động 2.3: Hình thành kiến thức về cách biểu diễn thuật toán

GV: Thông thường khi giải một bài toán

trong toán học, chúng ta giải quyết như

thế nào?

HS: Tìm cách giải bài toán bằng cách

thực hiện tuần tự từng bước

GV: Trong Tin học cũng vậy để giải bài

toán chúng ta cũng giải quyết theo từng

bước, để biểu diễn từng bước đó chúng ta

có 2 cách

GV: Em có thể cho biết đó là những cách

nào?

HS: Liệt kê và sơ đồ khối

GV: Thế nào là là liệt kê, thế nào là sơ đồ

khối

GV: Tổng hợp kiến thức và ghi bảng

HS: ghi chép vào vở

GV: Để hiểu rõ vấn đề này chúng ta tìm

hiều 2 bài toàn cô đã yêu cầu các em

chuẩn bị ở nhà

III Cách thức diễn tả thuật toán:

Có 2 cách để diễn tả thuật toán:

- Phương pháp liệt kê: Liệt kê các bước theo thứ tự thực hiện

- Phương pháp sơ đồ khối: diễn tả thuật toán bằng sơ đồ khối với các qui định:

- Hình elip: Các thao tác nhập, xuất dữ liệu

- Hình thoi: Các thao tác so sánh

- Hình chữ nhật: Các phép toán

- Mũi tên: Qui định trình tự các thao tác

Hoạt động 3: Luyện tập

GV: Yêu cầu các nhóm nộp giấy chuẩn bị

sẵn ở nhà, kiểm tra tính đúng đắn, sửa nếu

có sai sót

GV: Theo em chúng ta sẽ giải quyết bài

toán như thế nào?

HS: Đưa ra cách giải của mình

GV: Tổng hợp và đưa ra ý tưởng giải

quyết bài toán

GV: Để diễn tả ý tưởng giải bài toán trên

ta có thể dùng phương pháp liệt kê hoặc

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

* Phát biểu bài toán: Cho một dãy số nguyên gồm N số hạng:

a 1 , a 2 , ,a N Tìm giá trị lớn nhất của dãy số.

* Xác định bài toán:

- Input: Số nguyên dương N, và dãy các giá trị a 1 ,a 2 a N

- Output: Giá trị lớn nhất Max

* Ý tưởng: - Khởi tạo Max=a 1

- Lần lượt so sánh Max với a i (2≤i≤N), nếu a i >Max thì Max nhận giá trị mới là a i

* Thuật toán

Trang 6

sơ đồ khối GV: Đặt câu hỏi gợi mở để

định hướng HS diễn tả ý tưởng bài toán

với phương pháp liệt kê

GV: Tổng hợp ghi từng bước của thuật

toán lên bảng

GV: Ngoài ra chúng cũng có thể diễn tả

bằng pp sơ đồ khối

GV: Biễu diễn thuật toán bằng pp sơ đồ

khối

GV: Yêu cầu nhóm 1,3 xây dựng sơ đồ

thuật toán trên giấy đã chuẩn bị ở nhà

Cùng lúc đó yêu cầu nhóm 2, 4 xây dựng

thuật toán liệt kê và sơ đồ khối cho bài

toán tìm giá trị nhỏ nhất

GV: Gợi ý cho nhóm 2 và 4

Hs: Thực hiện yêu cầu

GV: Yêu cầu 2 nhóm nộp và chỉnh sửa

bài

- Phương pháp liệt kê:

Bước 1: Nhập N và dãy a 1 , a 2 , ,a N

Bước 2: Max←a 1 , i←2 Bước 3: Nếu i>N thì đưa ra Max rồi kết thúc Bước 4: Nếu a i >Max thì Max←a i

Bước 4: i←i+1 rồi quay lại bước 3

* Thuật toán được mô tả bằng sơ đồ sau: SGK

Bài toán tìm Min

Hoạt động 4: Hình thành kiến thức về tính chất thuật toán

GV: Qua ví dụ trên em nào có thể cho

biết thuật toán chúng ta đã xây dựng có

những đặc điểm như thế nào?

HS: Trả lời

GV: Đó chính là các tính chất của một

thuật toán cần có

+ Tính dừng: Thuật toán phải kết thúc sau một số hữu hạn lần thực hiện

+ Tính xác định: Sau khi thực hiện một thao tác thì hoặc là thuật toán kết thúc hoặc là có đúng một thao tác xác định để thực hiện tiếp theo.

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

Hoạt động 5: Vận dụng và mở rộng

GV: Yêu cầu học sinh nêu dữ liệu vào dữ

liệu ra, ý tưởng từ việc chuẩn bị ở nhà

HS: Đại diện nhóm trình bày dữ liệu vào,

dữ liệu ra và ý tưởng

GV: Giáo viên định hướng thuật toán yêu

cầu lớp phân nhóm theo phần đã phân

chia tiến hành xây dựng thuật toán theo 2

cách

HS: Thực hiện yêu cầu

GV: Yêu cầu các nhóm nộp sản phẩm và

sửa điều chỉnh nếu có

IV Một số ví dụ về thuật toán

1 Ví dụ 1: Đếm số phần tử lớn hơn không trong dãy gồm N chữ số nguyên: a 1 a 2 a N

* Xác định bài toán:

- Input: N và dãy a1 a2 aN

- Output: Số phần tử lớn hơn 0 (dem)

* Ý tưởng:

- Khởi tạo dem = 0

- Kiểm tra từ đầu dãy đến cuối dãy (1≤i≤N), Nếu ai >0 thì tăng

biến dem lên một đơn vị.

* Thuật toán

a Cách liệt kê

Bước 1: Nhập N và dãy a 1 a 2 a N

6

Trang 7

Bước 2: dem←0, i←1.

Bước 3: Nếu i>N thì đưa ra dem rồi kết thúc.

Bước 4: Nếu a i >0 thì dem←dem+1

Bước 5: i←i+1 rồi quay lại bước 3.

b Sơ đồ khối

Mở rộng bài toán đếm số nguyên.

GV: Nếu điều chỉnh đề thành đếm các số

chia hết cho 2 thì thế nào? Các e hay xây

dựng theo trình tự như ở ví dụ 1

HS: Thực hiện và báo cáo

Thuật toán bằng liệt kê Thuật toán bằng sơ đồ khối

Mô phỏng với dãy số sau:

10 -4 5 11 6 8 9 3 2 8 29

Hoạt động 5.2: Vận dụng và mở rộng

GV: Yêu cầu nhóm học sinh chuẩn bị tìm

hiểu các thuật toán tìm kiếm trình bày nội

dung chuẩn bị

HS: Thực hiện báo cáo

GV: Lắng nghe chỉnh sửa cho học sinh

* Có 2 phương pháp tìm kiếm cơ bản:

+ Tìm kiếm trên dãy chưa sắp xếp (Tìm kiếm tuần tự) + Tìm kiếm trên dãy sắp xếp (Tìm kiếm nhị phân)

Hoạt động 5.3: Tìm hiểu thuật toán tìm kiếm tuần tự

GV: Để hiểu rõ hơn thuật toán tìm kiếm

tuần tự chúng ta cũng giải bài toán

GV: Yêu cầu nhóm 7-8 báo cáo thông qua

bài chuẩn bị ở nhà

HS: Thực hiện

GV: Yêu cầu các học sinh khác đặt câu

hỏi để cùng giải quyết bài toán cuối cùng

chỉnh sửa và chốt lại

2) Ví dụ 2: Xét bài toán tìm kiếm sau:

Cho dãy gồm N số nguyên khác nhau: a1, a2, , aN và một số nguyên k Cần biết có hay không chỉ số i (1  i  N) mà ai = k Nếu có hãy cho biết chỉ số đó

Thuật toán Tìm kiếm tuần tự:

* Xác định bài toán

- Input: Dãy gồm N số nguyên đôimột khác nhau a1, a2, , aN và

số nguyên k;

dem←dem+1

N và a1 a2

aN

i>N

Ai>0

i←i+1

Dem, KT

Trang 8

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

* Ý tưởng: Lần lượt từ số hạng thứ nhất, ta so sánh giá trị số

hạng đang xét với khoá k cho đến khi hoặc gặp một số hạng bằng khoá k hoặc dãy đã được xét hết và không có giá trị nào bằng khoá k

* Thuật toán

- Cách liệt kê:

bằng k, rồi kết thúc;

- Sơ đồ khối:

Hoạt động 5.4: Tìm hiểu thuật toán tìm kiếm tuần tự bằng mô phỏng trên dãy số

GV: Yêu cầu học sinh lên thực hiện mô

phỏng thuật toán

Ví dụ, cho dãy A gồm các số:

5, 7, 1, 4, 2, 9, 8, 11, 25, 51

* Với khoá k = 2, trong dãy trên có số hạng a5 có giá trị bằng k.Vậy chỉ số cần tìm là i = 5

* Với khoá k = 6 thì không có số hạng nào của dãy A có giá trị bằng k

Hoạt động 5.5: Tìm hiểu về các thuật toán sắp xếp

GV: Yêu cầu các nhóm trình bày

HS: Thực hiện trình bày

GV: Nhận xét đánh giá

*Các giải thuật

SX lựa chọn

SX tráo đổi (sủi bọt)

8

S

Đ

S

Đ

Nhập N, a1, a2,…aN và k

i←1

ai=k

i>N i←i+1

Đưa ra i và KT

Dãy không có số hạng bằng k và KT

Sai

i  1 Nhập N và a1, a2, , aN; k

i  i + 1

ai = k

i > N ?

Đưa ra i rồi kết thúc

Thông báo dãy A không có số hạng có giá trị bằng k rồi kết

thúc

Đúng

Đúng Sai

Trang 9

SX chèn (Có thể mở rộng giới thiệu một số thuật toán cho học sinh về tìm hiểu như sx quick sort, sx vun sx đống trộn )

Hoạt động 5.6: Tìm hiểu về thuật toán sắp xếp trảo đổi

GV: Đưa ra một dãy số, tiến hành làm

mẫu việc sắp xếp tráo đổi cho học sinh

Ví dụ: : 6, 1, 5, 3, 7, 8, 10, 7, 12, 4

GV Cho học sinh tính toán cụ thể với ví

dụ trên (SGK) để minh hoạ và đưa ra

nhận xét

- Nhận xét: Ta thấy quá trình so sánh và

đổi chỗ sau mỗi lượt chỉ thực hiện với dãy

đã bỏ bớt số hạng cuối dãy Để thực hiện

điều đó trong thuật toán sử dụng biến

nguyên M có giá trị khởi tạo là N, sau

mỗi lượt M giảm một đơn vị cho đến khi

M < 2

- Trong thuật toán trên, i là biến chỉ số

các số hạng của dãy có giá trị nguyên

thay đổi lần lượt từ 0 đến M + 1

Vậy để hiểu rõ thuật toán sắp xếp yêucầu

nhóm đã chuẩn bị lên báo cáo

HS: Thực hiện

GV: Chỉnh sửa bài

3) Ví dụ 3: Cho dãy A gồm N số nguyên a1, a2, , aN 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).

Thuật toán Sắp xếp bằng tráo đổi (Exchange Sort)

* Xác định bài toán

- Input: Số nguyễn dương N, dãy a1, a2,., aN

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

* ý tưởng: Ta so sánh lần lượt các cặp số hạng đứng liền kề

trong dãy, nếu số trước lớn hơn số sau ta đổi chỗ chúng cho nhau Việc đổi chỗ được lặp lại, cho đến khi không có sự đổi chỗ nào xảy ra nữa

* Thuật toán a) Cách liệt kê Bước 1: Nhập N, và dãy a 1 , a 2 , , a N;

Bước 2: M  N;

Bước 3: Nếu M < 2 thì đưa ra dãy A đã được sắp xếp rồi kết

thúc;

Bước 4: M  M – 1, i  0;

Bước 5: i  i + 1;

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

Bước 7: Nếu a i > a i+1 thì đổi chỗ a i và a i+1 cho nhau;

Bước 8: Quay lại bước 5

b) Sơ đồ khối

Trang 10

Vận dụng mô phỏng các dãy số.

GV: Cho dãy số: n=12

-3 0 9 81 33 7 9 11 38 44 52 -4

Yêu cầu học sinh lên mô phỏng từng

bước theo thuật toán sắp xếp

Hs: Thực hiện

(Tùy vào năng lực từng lớp số ví dụ mô

phỏng là khác nhau)

Các bước mô phỏng:

Hoạt động vận dụng Các bài tập vận dụng đơn giản

GV: Các nhóm 1,2,3,4 mỗi nhóm làm các

bài tập 1,2,3, 4 sách giáo khoa

HS: Thảo luận nhóm 5 -10 phút

GV: Yêu cầu các nhóm cử đại diện lên

bảng hoàn thành bài tập

Nhận xét đánh giá cho điểm từng nhóm

1) Bài tập 1 – Sgk trang 44 VD: Bài toán vừa gà vừa chó gồm 36 con, có 100 chân hỏi có bao nhiêu gà và bao nhiêu chó? Em hãy xác định Input và Output của bài toán?

2) Bài tập 2 – Sgk trang 44 Dãy các thao tác sau:

Bước 1: Xoá bảng;

Bước 2: Vẽ đường tròn;

Bước 3: Quay lại bước 1

3) Bài tập 3 – Sgk trang 44 Hãy chỉ ra tính dừng của thuật toán tìm kiếm tuần tự 4) Bài tập 4 – Sgk trang 44

Tìm Min của một dãy số nguyên

- ý tưởng: Khởi tạo Min=a1, lần lượt với i từ 2 đến N, so sánh giá trị số hạng ai với Min, nếu ai<Min thì Min nhận giá trị mới là

ai

- Cách liệt kê:

B1: Nhập N và dãy a1 aN

10

M  N Nhập N và a1, a2, , aN

M  M – 1; i  0

M < 2 ?

i > M ?

Đúng

Sai

ai > ai+1 ?

i  i + 1

Đưa ra A rồi kết thúc

Đúng

Sai

Đúng

Tráo đổi a

i và a i+1

Định dạng
Số trang	12
Dung lượng	177,5 KB