Sửa dụng phần mềm mô phỏng thuật toán nhằm nâng cao hiệu quả học tập thuật toáncủa học sinh trường THCSTHPT quan sơn

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁTRƯỜNG THCS&THPT QUAN SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỌC TẬP “THUẬT TOÁN” CỦA HỌC SINH TRƯỜNG THCS&

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THCS&THPT QUAN SƠN

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỌC TẬP “THUẬT TOÁN” CỦA

HỌC SINH TRƯỜNG THCS&THPT QUAN SƠN

Người thực hiện: Lê Văn Thịnh Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Tin học

THANH HOÁ NĂM 2021

M C L CỤC LỤC ỤC LỤC

I-MỞ ĐẦU 2

1.1 Lí do chọn đề tài: 2

1.2 Mục đích nghiên cứu: 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu: 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu: 2

II-NỘI DUNG 3

2.1 Cơ sở lí luận: 3

2.2 Thực trạng vấn đề: 3

2.3 Các giải pháp giải quyết vấn đề: 4

2.3.1 Ứng dụng mô phỏng thuật toán khi dạy học 4

2.3.2 Giao bài tập nhóm 7

2.3.3 Trình bày sản phẩm học tập của nhóm học sinh 8

2.4 Hiệu quả: 11

III-KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 12

3.1 Kết luận: 12

3.2 Kiến nghị: 12

TÀI LIỆU THAM KHẢO 14

I-MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài:

Những năm gân đây, học sinh đậu vào trường THCS&THPT Quan Sơn có chất lượng tăng lên, nhưng so sánh với mặt bằng chung của toàn tỉnh Thanh Hoá thì còn rất thấp, đặc biệt là chất lượng môn toán Điều đó thể hiện rằng, học sinh lớp 10 trường THCS&THPT Quan Sơn có tư duy logic toán học yếu và tính tự giác học tập kém

Qua thực tế những năm dạy học ở trường THCS&THPT Quan Sơn tôi thấy, chất lượng dạy- học phần “Bài toán và thuật toán” thường rất thấp, có nhiều học sinh không hiểu bài, giáo viên cũng không có đủ thời gian để giảng dạy cho học sinh hiểu hết được các thuật toán trong sách giáo khoa Vì vậy, hiệu quả của việc dạy và học phần “Bài toán và thuật toán” thường không cao

Từ những lí do trên và qua nghiên cứu một số tài liệu tham khảo, tôi xin trình bày một kinh nghiệm về phương pháp dạy và học phần “Bài toán và thuật toán” với đề tài “SỬ DỤNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG THUẬT TOÁN NHẰM NÂNG CAO HIỆU QUẢ HỌC TẬP “THUẬT TOÁN” CỦA HỌC SINH TRƯỜNG THCS&THPT QUAN SƠN” làm sáng kiến kinh nghiệm của mình với mong muốn được đóng góp một phần công sức nhỏ bé của bản thân giúp cho học sinh học tốt hơn phần “Bài toán và thuật toán”

1.2 Mục đích nghiên cứu:

- Sử dụng phần mềm mô phỏng giúp nâng cao hiệu quả học tập phần “Bài

toán và thuật toán (Bài 4- Tin học 10)” của trường THCS&THPT Quan Sơn;

- Đổi mới phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá;

- Giúp bản thân hiểu thêm về thuật toán và việc mô phỏng thuật toán

1.3 Đối tượng nghiên cứu:

- Thuật toán và biểu diễn thuật toán;

- Phần mềm mô phỏng Crocodile ICT;

- Học sinh lớp 10A1 và 10A2 năm học 2020-2021 tại trường THCS&THPT Quan Sơn

1.4 Phương pháp nghiên cứu:

- Qua thực tiễn việc dạy học ở trường THCS&THPT Quan Sơn;

- Tham khảo các tài liệu: sách giáo khoa tin học 10, sách giáo viên tin học

10, các bài viết và các tư liệu trên mạng Internet, đặc biệt là bài viết và các tài liệu về đổi mới phương pháp dạy học bộ môn tin học;

- Tham khảo các ý kiến của đồng nghiệp;

- Lấy các ý kiến từ phía học sinh;

- Kết hợp vận dụng sáng kiến vào giảng dạy trên lớp;

- Đánh giá, rút kinh nghiệm sau mỗi giờ dạy có vận dụng sáng kiến.

II-NỘI DUNG

2.1 Cơ sở lí luận:

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

và đã đưa môn học này vào giảng dạy ở trường phổ thông như những bộ 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

về tăng cường giảng dạy, đào tạo và ứng dụng công nghệ thông tin trong ngành giáo dục

Trong bối cảnh toàn ngành Giáo dục và Đào tạo đang nỗ lực đổi mới phương pháp 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, định hướng đổi mới phương pháp dạy học đã được khẳng định, không còn là vấn đề tranh luận Cốt lõi của việc đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông là giúp học sinh hướng tới việc học tập chủ động, chống lại thói quen học tập thụ động Với một số nội dung trong đề tài này, học sinh có thể hiểu bài hơn, tự học, tự rèn luyện thông qua các mô phỏng thuật toán với các bài toán cụ thể

2.2 Thực trạng vấn đề:

Qua các năm dạy học ở trường THCS&THPT Quan Sơn, tôi thấy có rất nhiều học sinh không hiểu bài khi học phần “Bài toán và thuật toán (Bài 4- Tin học 10)” Giáo viên cũng rất khó dạy nội dung này, dẫn đến chất lượng của các giờ học phần “Bài toán và thuật toán” thường không cao, chưa tạo được hứng thú học tập cho học sinh

Xuất phát từ thực tế giảng dạy và từ nội dung chương trình Tin học phổ thông: Toàn bộ chương trình Tin học 11 đều nghiên cứu về lập trình, là kiến thức có liên quan mật thiết với các thuật toán Vì vậy, nếu không xây dựng được thuật toán thì không thể lập trình để giải bài toán trên máy tính

Phần lớn học sinh có năng lực tiếp thu và sử dụng nhanh được các phần mềm công nghệ, các em đang ở lứa tuổi thích tìm tòi cái mới, đặc biệt là liên quan đến công nghệ Bên cạnh đó phần mềm Crocodile ICT hỗ trợ nhiều trong việc thiết kế và mô phỏng thuật toán rất hiệu quả Vì vậy, việc ứng dụng phần mềm Crocodile ICT trong dạy và học “Thuật toán” là rất cần thiết

2.3 Các giải pháp giải quyết vấn đề:

2.3.1 Ứng dụng mô phỏng thuật toán khi dạy học.

a) Tìm giá trị lớn nhất của một dãy số nguyên.

Cho dãy số gồm N số nguyên a1; a2; …;aN Hãy tìm giá trị lớn nhất trong dãy số trên

Sử dụng phần mềm Crocodile ICT mô phỏng thuật toán:

Giáo viên cần chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng việc thực hiện của thuật toán, ví dụ như:

- Dãy số có 1 phần tử Ví dụ: Dãy gồm 1 số: 9

- Dãy số có 1 phần tử lớn nhất Ví dụ: Dãy gồm 5 số: 10; 9; 15; 21; 8

- Dãy số có nhiều hơn 1 phần tử lớn nhất Ví dụ: Dãy gồm 4 số: 7; 9; 5; 9

b) Kiểm tra tính nguyên tố của một số nguyên dương.

Cho số nguyên dương N Hãy kiểm tra tính nguyên tố của N

Sử dụng phần mềm Crocodile ICT mô phỏng thuật toán:

Giáo viên cần chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng việc thực hiện của thuật toán, ví dụ như:

- Với N=1

- Với N là số nguyên tố Ví dụ: N=2; N=3; N=17

- Với N >1 và không là số nguyên tố Ví dụ: N=10

c) Sắp xếp tráo đổi.

Cho dãy A gồm N số nguyên: a1; a2; ; aN Hãy sắp xếp dãy số trên thành dãy không giảm

Sử dụng phần mềm Crocodile ICT mô phỏng thuật toán:

Giáo viên cần chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng việc thực hiện của thuật toán, ví dụ như:

- Dãy A có 1 phần tử Ví dụ: Dãy A: 10

- Dãy A gồm nhiều phần tử đôi một khác nhau Ví dụ: Dãy A gồm 10 phần tử: 10; 9; 15; 21; 8; 7; 12; 11; 20; 17

- Dãy A gồm nhiều phần tử và có ít nhất 2 phần tử bằng nhau Ví dụ: Dãy

A gồm 10 phần tử: 12; 9; 12; 21; 8; 7; 12; 11; 20; 7

d) Tìm kiếm tuần tự.

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

số đó

Sử dụng phần mềm Crocodile ICT mô phỏng thuật toán:

Giáo viên cần chọn một số bộ test tiêu biểu để mô phỏng việc thực hiện của thuật toán, ví dụ như:

- Dãy A không chỉ số i ( 1 i  N) mà ai = k Ví dụ: Dãy A gồm 8 phần tử: 9; 10; 15; 6; 15; 7; 3; 11 và k=20

- Dãy A có 1 chỉ số i ( 1 i  N) mà ai = k Ví dụ: Dãy A gồm 8 phần tử: 9; 10; 15; 6; 15; 7; 3; 11 và k=7

- Dãy A có nhiều hơn 1 chỉ số i ( 1 i  N) mà ai = k Ví dụ: Dãy A gồm 8 phần tử: 9; 10; 15; 6; 15; 7; 3; 11 và k=15

2.3.2 Giao bài tập nhóm.

Giáo viên giao cho các nhóm học sinh gồm 3 em để làm bài tập theo nhóm, mỗi nhóm biểu diễn và mô phỏng được ít nhất một thuật toán giải một trong các bài toán sau:

* Bài 1: Bài toán tìm ước chung lớn nhất của hai số nguyên dương.

Cho hai số nguyên dương M và N Hãy tìm ước chung lớn nhất của hai số

đã cho

Yêu cầu mô phỏng với các bộ test:

- Trường hợp M=N Ví dụ: M=N=5

- Trường hợp M  N và có ước chung lớn nhất > 1 Ví dụ: M=15 và N=12

- Trường hợp M  N và có ước chung lớn nhất là 1 Ví dụ: M=11 và N=8

* Bài 2: Bài toán tìm bội chung nhỏ nhất của hai số nguyên dương.

Cho hai số nguyên dương M và N Hãy tìm bội chung nhỏ nhất của hai số

đã cho

Yêu cầu mô phỏng với các bộ test:

- Trường hợp M=N Ví dụ: M=N=5

- Trường hợp M  N và có bội chung nhỏ nhất là tích của M và N Ví dụ: M=11 và N=8

- Trường hợp M  N và có bội chung nhỏ nhất nhỏ hơn tích của M và N Ví dụ: M=15 và N=12

* Bài 3: Bài toán tìm nghiệm của phương trình bậc hai.

Cho giá trị các hệ số a; b; c của phương trình bậc hai: 2 0





bx c

ax , với 0



a Cần biết phương trình bậc hai này có nghiệm hay vô nghiệm Nếu có nghiệm thì hãy đưa ra giá trị của nghiệm

Yêu cầu mô phỏng với các bộ test:

- Trường hợp phương trình vô nghiệm Ví dụ: a = 1; b = 2; c = 2

- Trường hợp phương trình có nghiệm kép Ví dụ: a = 1; b = -2; c = 1

- Trường hợp phương trình có 2 nghiệm phân biệt Ví dụ: a =1; b =3; c = 1

* Bài 4: Bài toán tìm kiếm nhị phân.

Cho dãy A gồm N số nguyên được sắp xếp không tăng: a1; a2; ; aN và số nguyên k Hãy tìm phần tử có giá trị bằng k trong dãy A

Yêu cầu mô phỏng với các bộ test:

- Trường hợp dãy A không có phần tử có giá trị bằng k Ví dụ: Dãy A gồm

8 phần tử: 3; 6; 7; 7; 9; 11; 13; 15 và k=20

- Trường hợp A có phần tử có giá trị bằng k ở khoảng giữa của dãy Ví dụ: Dãy A gồm 8 phần tử: 3; 6; 7; 7; 9; 11; 13; 15 và k=9

- Trường hợp A có phần tử có giá trị bằng k ở khoảng đầu của dãy Ví dụ: Dãy A gồm 8 phần tử: 3; 6; 7; 7; 9; 11; 13; 15 và k=13

2.3.3 Trình bày sản phẩm học tập của nhóm học sinh.

Giáo viên lựa chọn một số nhóm làm tốt lên trình bày sản phẩm của nhóm trong tiết bài tập sau khi học xong “bài 4: Bài toán và thuật toán”, cụ thể trong năm học 2020-2021 tôi đã lựa chọn:

Nhóm gồm các em Hiếu, Hường, Hùng lớp 10A1 có biểu diễn thuật toán bài toán “tìm ước chung lớn nhất của 2 số nguyên dương” như sau:

Nhóm gồm các em Duy, Ngọc Ly, Lưu lớp 10A1 có biểu diễn thuật toán bài toán “tìm bội chung nhỏ nhất của 2 số nguyên dương” như sau:

Nhóm gồm các em Chi, Hậu, Mai lớp 10A2 có biểu diễn thuật toán bài toán “tìm nghiệm của phương trình bậc 2: ax2 bxc 0, với a 0” như sau:

Nhóm gồm các em Thảo, Châu, Linh lớp 10A1 có biểu diễn thuật toán bài toán “tìm kiếm nhị phân” như sau:

2.4 Hiệu quả:

Sau một thời gian tìm hiểu, nghiên cứu và vận dụng sáng kiến vào dạy học

ở các lớp 10A1 và 10A2 năm học 2020-2021 thì kết quả nhận được là rất khả quan Các giờ dạy có ứng dụng sáng kiến này đã tạo được hứng thú học tập, nâng cao chất lượng giờ học cho học sinh và được các đồng nghiệp đánh giá cao

về tính hiệu quả và thực tiễn của đề tài

Sau khi học xong “bài 4: Bài toán và thuật toán” trong tin học lớp 10, các nhóm đã nộp lại sản phẩm học tập của nhóm và nhiều nhóm đã thực hiện tốt việc tìm hiểu và sử dụng phần mềm Crocodile ICT vào việc biểu diễn và mô phỏng thuật toán

Giờ học các nhóm báo cáo sản phẩm học tập được các em thực hiện khá sôi nổi, phát huy được tính chủ động học tập của học sinh

So sánh điểm kiểm tra giữa học kỳ 1 môn tin học 10 của các lớp 10A1 và 10A2 ở trường THCS&THPT Quan Sơn cụ thể qua năm học 2019-2020 (chưa vận dụng sáng kiến) và năm học 2020-2021 ( ã v n d ng sáng ki n) cho th y:đã vận dụng sáng kiến) cho thấy: ận dụng sáng kiến) cho thấy: ụng sáng kiến) cho thấy: ến) cho thấy: ấy:

Lớp Sĩ số

Chưa vận dụng sáng kiến

(năm học 2019-2020) Lớp Sĩ số

Đã vận dụng sáng kiến (năm học 2020-2021)

Giỏi Khá T.bình Yếu Giỏi Khá T.bình Yếu

10A

10A

10A

10A

III-KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3.1 Kết luận:

Bài toán và thuật toán là một nội dung khó học đối với học sinh và khó dạy đối với giáo viên Vì đây là một nội dung khó, đòi hỏi tư duy logic, trừu tượng của học sinh và đòi hỏi sự chuẩn bị nội dung và trình bày khéo léo của giáo viên Bên cạnh đó, học sinh vẫn cho rằng đây là môn học phụ nên các em thường không đầu tư thời gian học tập môn học này

Tuy là một nội dung mà nhiều học sinh cho là khó, nhưng với những học sinh yêu thích môn học và chịu khó đầu tư thời gian suy nghĩ, học tập thì đây lại

là một nội dung hay và tạo hứng thú trong học tập

Trong điều kiện hiện nay, nhà trường đã có đủ điều kiện để bộ môn tin học nói riêng và các bộ môn khác nói chung đều có thể ứng dụng công nghệ thông tin vào trong dạy học nên có thể áp dụng đề tài vào việc dạy học trong phạm vi rộng rãi Tuy nhiên, theo tôi để sử dụng đề tài có hiệu quả hơn trong các năm học tới cần lưu ý một số điểm sau đây:

- Học sinh cần chuẩn bị bài trước và giáo viên cần chuẩn bị nội dung một cách cẩn thận, phù hợp với năng lực học sinh, đảm bảo đa số học sinh hiểu bài

và các em có hứng thú trong học tập;

- Giáo viên phải kiểm tra đánh giá một cách thường xuyên để có sự điều chỉnh trong các tiết học sau, sao cho hiệu quả học tập của học sinh được cao nhất;

- Giáo viên nên lựa chọn thêm một số thuật toán khác để giới thiệu nhằm tăng tính tò mò, ham học của học sinh;

- Giáo viên nên dành nhiều thời gian để học sinh có thể trình bày các thuật toán mà các em tự biểu diễn được bằng phần mềm Crocodile ICT

3.2 Kiến nghị:

Qua thực tiễn giảng dạy môn tin học ở các lớp khối 10 trong năm học

2020-2021 tôi nhận thấy: Việc ứng dụng các mô phỏng vào giảng dạy đã đem lại kết quả cao trong từng giờ dạy, đặc biệt là học sinh được làm việc nhóm và trình bày sản phẩm học tập của nhóm đã tạo được nhiều hứng thú học tập cho nhiều học sinh khác Tuy vậy, để việc ứng dụng đề tài này vào việc dạy học được tốt hơn tôi có một số kiến nghị, đề xuất sau:

- Sở Giáo Dục và Đào Tạo cần quan tâm hơn nữa trong việc hỗ trợ cơ sở vật chất và tinh thần cho các trường khu miền núi cao nói chung và trường THCS&THPT Quan Sơn nói riêng;

- Nhà trường cần tạo điều kiện hơn nữa cho giáo viên cả về vật chất và tinh thần để giáo viên thực hiện giờ dạy bằng giáo án điện tử và ứng dụng công nghệ thông tin trong dạy học được thuận lợi hơn;

- Các đồng nghiệp ứng dụng sáng kiến này trong dạy học các năm học tới hãy mạnh dạn góp ý kiến bổ sung để tác giả có thể hoàn thiện đề tài này hơn;

- Các đồng chí trong hội đồng khoa học các cấp có góp ý rõ ràng, chân thành hơn nữa để các đề tài sáng kiến này được hoàn thiện và ứng dụng rộng rãi hơn trong những năm học tiếp theo

Trên thực tế, việc ứng dụng sáng kiến này mới chỉ trong một phạm vi hẹp

và chưa được nhiều, vì thế cũng chưa thể đánh giá được toàn diện và chính xác tất cả những ưu điểm và hạn chế của việc ứng dụng sáng kiến này trong dạy học

Vì vậy, tôi rất mong nhận được sự động viên cùng những lời góp ý chân thành

từ các thầy cô, các đồng nghiệp để sáng kiến này của tôi ngày một hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

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

người khác

(Ký và ghi rõ họ tên)

Lê Văn Thịnh

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Hồ Sĩ Đàm (Chủ biên, năm 2006), Sách giáo khoa Tin học 10, Nhà xuất

bản Giáo dục;

[2] Hồ Sĩ Đàm (Chủ biên, năm 2006), Sách giáo viên Tin học 10, Nhà xuất

bản Giáo dục;

[3] Hồ Sĩ Đàm (Chủ biên, năm 2006), Sách bài tập Tin học 10, Nhà xuất

bản Giáo dục;

[4] Hồ Sĩ Đàm (Chủ biên, năm 2006), Sách bài tập Tin học 10, Nhà xuất

bản Giáo dục;

[5] Trịnh Thanh Hải (Chủ biên, năm 2010), Phương pháp dạy học môn Tin

học, phần phương dạy học cụ thể, Nhà xuất bản Giáo dục;

[6] Trịnh Thanh Hải (Chủ biên, năm 2008), Đề cương bài giảng “Phương

pháp dạy học môn Tin học”, Nhà xuất bản Đại học Sư phạm Hà Nội.